EP2597461A2 - Process for directly measuring multiple biodegradabilities - Google Patents

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EP2597461A2
EP2597461A2 EP12193621.5A EP12193621A EP2597461A2 EP 2597461 A2 EP2597461 A2 EP 2597461A2 EP 12193621 A EP12193621 A EP 12193621A EP 2597461 A2 EP2597461 A2 EP 2597461A2
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EP
European Patent Office
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fluorescence
samples
absorbance
sample
measurement
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP12193621.5A
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German (de)
French (fr)
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EP2597461A3 (en
Inventor
Nathalie Pautremat
Romy-Alice Goy
Zaynab El Amraoui
Yves Dudal
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ams Envolure
Original Assignee
ENVOLURE
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ENVOLURE filed Critical ENVOLURE
Publication of EP2597461A2 publication Critical patent/EP2597461A2/en
Publication of EP2597461A3 publication Critical patent/EP2597461A3/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/18Water
    • G01N33/1806Biological oxygen demand [BOD] or chemical oxygen demand [COD]
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/02Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving viable microorganisms
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/18Water
    • G01N33/186Water using one or more living organisms, e.g. a fish
    • G01N33/1866Water using one or more living organisms, e.g. a fish using microorganisms

Definitions

  • the present invention relates to a method for measuring the biodegradability of organic substrates based on the use of a fluorescent and / or colorimetric bioreactant to evaluate the microbial activity generated by the addition of organic substrates in a mixture of microorganisms. This process has been developed to allow measurements in both aerobic and anaerobic conditions.
  • the invention applies to the field of the analysis of the biodegradability of organic materials of various types, such as, for example, water and sludge treatment plant, agro-industrial effluents or livestock, industrial waste, agro -industrial and agricultural or compost.
  • Organic substrates can be used by microorganisms as substrates from which they derive energy and the ability to grow. Many industrial applications use these biochemical degradation reactions, under aerobic or anaerobic conditions, including: wastewater treatment, production of high value-added compounds, energy production, and agro-food production.
  • the sources of organic substrates available are very varied: crops and crop residues, production and agro-food residues, household and urban waste, biomass including algae.
  • BOD demand biochemical (or biological) oxygen
  • BMP methane potential
  • the amount of organic matter can be evaluated by measuring the industrial parameter that represents the biochemical (or biological) oxygen demand.
  • BOD is the amount of oxygen required by aerobic microorganisms in water to oxidize organic matter, dissolved or suspended in water. The most commonly performed measurement is that of BOD 5 .
  • BOD 5 corresponds to the biochemical or (biological) oxygen demand after 5 days of incubation of the sample at a temperature of 20 ° C. Its standard measurement protocol is described in standard NF EN 1899-1.
  • the second industrial parameter used is the methane potential, which corresponds to the volume of methane produced during the degradation of an organic substrate in the presence of anaerobic bacteria.
  • the usual protocol is based on measuring the volume of methane produced from a known quantity of a test sample in the presence of a known quantity of anaerobic microorganisms. The test is conducted under favorable conditions (temperature, pH, presence of nutrients ...) for the degradation of the sample. The protocol is described in ISO 11734.
  • the methane is then used in the form of heat or electricity at the site or injected into municipal networks.
  • the residue of the methanisation, the digestate can be valorised in the form of agricultural fertilizer in particular.
  • International demand WO2007 / 105040 relates to a device for rapid estimation of the biochemical oxygen demand of used drinking water.
  • This device consists of an immobilized microbial membrane attached to an electrode, a multimeter and a portable workstation with specially developed software. Measurement of the BOD of used drinking water through this device is faster, reproducible and efficient compared to conventional dosing methods.
  • the patent EP0855023B1 discloses a method for determining the biological oxygen requirements of wastewater, wherein a sample wastewater is mixed with biologically neutral dilution water to a predetermined degree of dilution. The oxygen concentration that is established is then measured in a biological bath, due to the biological reaction of a predetermined biomass with the sample of wastewater diluted in the biological bath.
  • the sample of sewage water is added and mixed in the biological bath, filled with oxygen-saturated dilution water, in a predetermined quantity in discontinuous mode of operation; and the oxygen consumption which is established per unit of time is measured and the bath is rinsed with dilution water.
  • the usual protocol is to inoculate a number of vials containing a small amount of medium to be analyzed with anaerobic inocula in the absence of oxygen, often in a nitrogen atmosphere. These vials are then placed in a water bath or incubator whose temperature is controlled.
  • the volume of methane produced is analyzed periodically, until the cumulative methane volume curve is stabilized.
  • the duration of analysis is 20 to 60 days.
  • this analytical procedure requires expensive laboratory equipment, and is very complex and demanding in terms of time and work.
  • the composition of biogas and methane produced can be analyzed only occasionally and manually, making it difficult to set up routinely within a laboratory. There is therefore a real need for an automated test that provides quality data simply, reliably and quickly.
  • the invention proposes to measure the biodegradability of organic substrates by the fluorescent and / or colorimetric detection of the microbial activity generated by the addition of organic substrates in a mixture of micro-organisms, to deduce by calibration the expected value for each field of application and to quantify the organic matter present. This measurement is carried out on a format allowing the multiplicity of measurements with an automated data processing.
  • This invention makes it possible to measure equivalent to conventional methods of BOD 5 and BMP, but the method can also be used to measure other potentials in the environmental field, such as a fermentative or fertilizing potential, but also in agri-food (dairy industry) and petrochemical sectors.
  • This method can also be used to carry out the diagnosis of a bioreactor, to measure the purification performance or to study the inhibitory or toxic effects of different products (effluents, organic substrates, etc.). It can also provide results comparable to those of respirometry.
  • the instantaneous biodegradation speed profiles can be calculated by any technique known to those skilled in the art, in particular by derivative of the intensity profile.
  • the speed profiles make it possible to select by simple reading the maximum instantaneous speed which is directly correlated to the substrate concentration.
  • the samples may be wastewater, drinking water, industrial effluents, wastewater, organic substrates, especially agro-industrial or livestock, industrial waste, agro-industrial and agricultural or compost and sewage sludge, algae ...
  • the measurement of the intensity of the absorbance-fluorescence is performed from below the plate.
  • the sample to be analyzed is taken from a treatment site and the microorganism inoculum comes from a bacterial system of stable composition in the present time on the same site.
  • the inoculum is passed through 1.2 ⁇ m mesh PES filters before use.
  • the microorganism inoculum may be derived from the sampling medium itself or be prepared from freeze-dried strains or from a culture of bacterial strains. These strains and cultures are commercially available and well known to those skilled in the art.
  • the measurement when carried out under aerobic conditions, it is carried out either by leaving the microplate open or by covering it with a film allowing the exchange of oxygen without evaporation.
  • the incubation is carried out for a period of between 1 hours and 24 hours, advantageously between 12 and 24 hours in an aerobic medium and at least equal to 10 hours in an anaerobic medium.
  • the measurements are performed at least every hour and at most every 15 minutes.
  • the measured fluorescence is converted into mgO 2 .L -1 , unit of BOD 5 (biological oxygen demand over 5 days), compared with a standard range.
  • the measured fluorescence is converted into mgO 2 .L -1, by using a mathematical model relating the fluorescence intensity to the concentration.
  • the mathematical equation is adjusted as a function of the fluorescence intensities measured on control solutions of known concentrations placed under the same conditions as the samples to be analyzed.
  • the measurement is carried out under anaerobic conditions, in particular by covering each well of the paraffin microplate and then closing the microplate with a lid, the plate being turnable so that the fluorescence measurement is done from above.
  • the measurement time chosen in an automated manner can be the one at which the coefficient of determination of the calibration curve is the closest to 1 over a total incubation period.
  • the methane potential of unknown samples is directly estimated in LCH 4 .Kg -1 of raw material from the calibration curve.
  • the method according to the invention can implement a kit comprising at least one microplate, at least one fluorescent and / or colorimetric bioreactant and standard solutions and / or control.
  • the absorbance-fluorescence analysis step is carried out by a system comprising a fluorescence reader adapted to the microplate format and calculation means arranged to implement said method.
  • the invention also relates to a method of quantifying organic matter present in a sample using the biodegradability measurement described above.
  • a characterization by the reference method (BOD or BMP) must be performed. This characterization is carried out on the solutions of the standard ranges used in the method of the invention, either synthetic solutions (example: glucose + glutamic acid mixing solution) or on real samples (example: suspension of biowaste milled at different concentrations) .
  • the link between the concentrations of the standard solutions and the industrial parameter is thus defined and will be used for the quantification of the samples to be tested.
  • the minimum and / or optimal incubation time is determined according to the data processing method used.
  • steps b) and c) are combined.
  • the data processing algorithm implemented is used to automate the decision of reading time and incubation and to interpret absorbance-fluorescence results in biodegradability units commonly used in the industrial environment: mgO 2 .L -1 for the equivalent BOD 5 conventionally used to evaluate the biodegradability of wastewater, LCH 4 .kg -1 of raw material for the potential equivalent methane.
  • the invention therefore relates to a biodegradability measuring method, for obtaining a fast, simple and automated industrial indicative parameter, said parameter for quantifying the organic matter present in a sample.
  • the measurement support consists of a 96-well microplate with a transparent bottom.
  • the reading is preferably from below the microplate.
  • the characteristics of the plate vary according to the type of biodegradability to be measured.
  • the microplate is optionally covered with a culture film allowing the air to pass while avoiding evaporation.
  • each well of the microplate is paraffin-coated and then the microplate is closed with a lid. Under anaerobic conditions with suspended samples, the plate is waterproof and can be turned over for reading from above so that suspended solids fall on the paraffin and do not interfere with the measurement.
  • the protocol to be implemented is different.
  • Aerobic biodegradability measurement protocol eg measurement of BOD 5
  • inocula used to implement the method according to the invention allows an adaptation of the method to multiple applications in the field or laboratory.
  • the skilled person will choose, in light of his knowledge the adapted inoculum.
  • Comparison of intensity profiles or fluorescence evolution rate profiles and measurement of BOD 5 will serve to relate the standard range to the industrial parameter, and thus to the quantification of the samples analyzed according to the method of the invention, to this inoculum.
  • a second phase of adaptation of the implementation of the method according to the invention consists in determining the incubation time.
  • the quality of the calibration curve that is to say either the value of the coefficient of determination of the calibration curve, or the maximum instantaneous velocities measured, and the calculated concentrations of the samples and control points are recorded.
  • the comparison of the results obtained for each incubation time with the reference method makes it possible to determine the incubation time at which both a good correlation of the standard range and a good prediction of the industrial parameter of the samples and control points are obtained.
  • the incubation time chosen is that at which the coefficient of determination of the calibration curve is equal to 0.98 and the standard error of prediction between a potential value measured according to a standardized method and a value measured according to the process is less than 30%.
  • the samples to be analyzed undergo a simple homogenization before sampling, and dilutions according to their concentration and the ranges used.
  • the table presented in the FIGURE 2 presents the dilutions of the "type" samples according to the range used, for information purposes. Other ranges can be developed according to the needs of users.
  • the sample is diluted in distilled water or in a buffer, an example of which is given in the table of the FIGURE 3 .
  • the reagent is a solution of a fluorescent and / or colorimetric bioreactive indicator of microbial proliferation diluted in a buffer.
  • a fluorescent probe used is, for example, a fluorescent redox developer sensitive to the catabolism of the organic matter of the sample.
  • the fluorescent bioreactant may be chosen in particular from the group consisting of commercial compositions of resazurin derivatives (sold in particular under the Alamarblue TM products, see patent US 5,501,959 , or MTT, or PrestoBlue TM).
  • Alamarblue TM has the dual advantage of color change but also the formation of a fluorescent product. The color change between the non-fluorescent oxidized blue form and the fluorescent, violet reduced form is marked and is observed with the naked eye.
  • the selected fluorescent reagent chosen for its sensitivity and for its ability to reveal all metabolisms (aerobic or anaerobic).
  • the dilution buffer is chosen so as not to interfere with the measurement. It can be prepared according to the protocol presented in the table of the FIGURE 3 .
  • the dilution rate of the fluorescent and / or colorimetric bioreactant in the buffer is defined according to the applications and the measurement ranges.
  • the pH of the solution 1 can be adjusted, in a range varying between 6.5 and 8.5.
  • the bioreactant is diluted only in solution 1 ( FIGURE 3 ).
  • the volume V 1 of diluted reagent 1 is between 10 and 180 ⁇ l, advantageously between 50 and 150 ⁇ l and preferably equal to 90 ⁇ l.
  • the inoculum selected in the first step, may be a "real" sample, for example, an input or output water of STEP, diluted or not, with distilled water or in a buffer such as that described in the table of the FIGURE 3 . It can also be a "synthetic" inoculum, in the form of lozenges or capsules of freeze-dried bacteria.
  • the volume of inoculum V 2 is between 10 and 180 ⁇ l, advantageously between 50 and 150 ⁇ l and preferably equal to 90 ⁇ l.
  • the volume of the solution to be analyzed which is either a diluted or non-diluted sample, or a point of the standard range, or a control solution, is between 10 ⁇ L and 180 ⁇ L, advantageously between 50 and 150 ⁇ L and preferably equal to at 90 ⁇ L.
  • the incubation is done at a temperature adapted according to the potential to be measured. For BOD 5 measurements, the incubation is carried out at a temperature of between 29 ° C and 31 ° C, preferably equal to 30 ° C.
  • the total incubation time is between 1 hour and 24 hours, with absorbance-fluorescence measurements at a defined frequency. The frequency of measurements is maximum every 15 minutes and at least every hour.
  • the incubation is done directly in the reader which controls the conditions of temperature and agitation.
  • This protocol makes it possible to acquire absorbance - fluorescence readings according to a very regular time step, in an automated way in order to follow the biodegradation continuously.
  • Step 1 Elaboration of the calculation method between fluorescence intensity and concentration in mgO 2 .L -1
  • the dilution factor of the samples is taken into account in the calculation of the concentrations.
  • Step 2 Checking the incubation time
  • Step 3 Determining the concentrations of the samples
  • the concentration in an industrial parameter in particular in mgO 2 .L -1 for a measurement of BOD 5 , is calculated according to the determination method. described in step 1.
  • Step 1 Elaboration of the calculation method between fluorescence intensity and concentration in mgO 2 / L.
  • Step 2 Determining the concentrations of the samples
  • the concentration in one industrial parameter in particular in mgO 2 / L for a measurement of BOD 5 , is calculated according to the determination method described in step 1.
  • measurements can be made in parallel on known BMP samples to verify the accuracy of the results obtained according to the invention.
  • Comparison of intensity profiles or fluorescence evolution rate profiles and industrial parameters obtained by the reference method will be used to relate the standard ranges to the industrial parameters, and thus to the quantification of the samples analyzed according to the method of analysis. invention for this inoculum.
  • the method according to the invention allows the analysis of samples in the liquid state and samples in the solid state.
  • the samples to be analyzed are taken in such a way that the sample is representative of the whole material deposit.
  • Each sample is then mixed using a food mixer.
  • the sample is then suspended. For example, 20 g of solid sample is suspended in distilled water until it reaches 200 g. This mass is adapted according to the ease of suspension, availability or homogeneity of the product.
  • the suspension obtained is again homogenized by grinding with a food mixer.
  • This suspension or the raw effluent can then be diluted in 5 concentrations: 1/50, 1/100, 1/200, 1/250, 1/500, dilutions usually performed.
  • the measurement can thus be carried out on the raw sample or the "mother” suspension, as well as on all or a selection of diluted solutions.
  • FIGURE 5 gives an example of a microplate arrangement under anaerobic conditions.
  • the standard solutions G0 to G7 correspond to different increasing concentrations of the standard range, examples of which are given in the table.
  • FIGURE 6 The scheme The microplate organization is entered in the absorbance - fluorescence reader program, in terms of sample identification.
  • Reagent A is a buffer solution of which an example of composition is given in the table of the FIGURE 3 .
  • the pH of solution 1 is adjusted to the value of 7.2.
  • the pH of the solution 1 can also be adjusted, in a range varying for example between 6.5 and 8.5, or in another pH range adapted to the application
  • the bioreactant is only diluted in solution 1.
  • Reagent B is a fluorescent and / or colorimetric bioreactant indicative of microbial proliferation, diluted or not in a buffer.
  • the dilution rate of reagent B in a buffer is between 1 and 10.
  • reagent B can be used at the marketing concentration with a volume of 100 ⁇ L.
  • the volume of pure product can be slightly increased, or the product can be diluted from 50 ⁇ L to 150 ⁇ L.
  • the inoculum is filtered through PES filters (polyethersulfone) mesh 1.2 microns, in order to retain the largest particles of organic materials while allowing the bacterial cells constituting the inoculum.
  • PES filters polyethersulfone
  • a finer filtration mesh may be used in a concentrated or stressed culture medium. This choice may be a means of selecting bacterial communities or bacterial strains favorable to analysis or prediction.
  • the filtration can be avoided.
  • the inoculum is introduced diluted or not in a well, respecting a total reaction volume of between 280 ⁇ L and 300 ⁇ L.
  • an inoculum from a water purification co-product treatment digester is introduced into the well in a volume of 30 .mu.l.
  • a volume of 150 ⁇ L to 200 ⁇ L of paraffin is deposited on the surface of each well.
  • the fluorescence intensities are collected automatically at a determined frequency, for example every hour.
  • the intensity of fluorescence of the standard points allows to draw a calibration curve representing the correlation between fluorescence intensity and acetate concentration of the standard points or fluorescence intensity and BMP of the standard points.
  • the incubation is done directly in the reader which controls the conditions of temperature and agitation.
  • Step 1 Selection of the incubation time
  • the selection of the incubation time is performed automatically, together with the measurement of the samples, thanks to the data processing algorithm.
  • the parameter followed for the selection of the analysis time of the fluorescence intensities is the coefficient of determination R 2 of the corresponding calibration curve, the standard solutions G0 to G7, obtained for each measurement time.
  • the data analysis time is chosen for the calibration curve with the best coefficient of determination.
  • a verification of the kinetics of fluorescence intensity over time for each sample or standard is performed and allows to remove undesirable values. For example, a decrease in fluorescence intensity, a fluorescence intensity of a sample greater than the value of the fluorescence intensity of the highest point of the standard range, may reflect fluorescence intensities. associated with fermental and non-methanogenic metabolism.
  • Step 2 Method of calculating the methane potential
  • the fluorescence intensities of the unknown concentration samples are converted to gC-Acetate.Kg -1 using the calibration curve.
  • methane potential unknown samples is directly estimated from the calibration curve and expressed in CHL 4 .Kg -1 of crude material. This is possible in the case where the standards alone allow a good prediction of the methane potential of complex samples, that is to say that each standard point is characterized by a methane potential.
  • the inoculum consists of sludge from an "infinitely mixed" digester of a treatment plant.
  • the first step is to take inoculum and samples.
  • the sludge from the digester is taken at mid-height from an "infinitely mixed" reactor. Input samples are also collected.
  • the inoculum is stored in an incubator at 35 ° C, 55 ° C or at the digester temperature.
  • the samples are then prepared according to the anaerobic biodegradability measurement protocol described in the invention.
  • the density of the samples is then measured.
  • the following steps are the filling of the microplate and the preparation of the inoculum.
  • the filling of the microplate is defined by the manipulator who arranges the standard solutions and the samples according to a personal disposition. This arrangement is then entered into the program of the fluorescence reader.
  • An example of a provision is schematized in the FIGURE 5 , G0 to G7 representing the solutions of the standard range.
  • each well of the microplate with a transparent bottom corresponding to an analysis 50 ⁇ l of buffer are available. If 96 wells are used then the buffer is dispensed into all wells. If only a few wells are needed, then only these wells are distributed, the remaining wells can be used for future analyzes.
  • the inoculum is passed through a 1.2 ⁇ m filter. Then 30 .mu.l of this filtered inoculum are distributed in each well to complete the reaction mixture.
  • the microplate In order to homogenize the mixture and to slide drops previously retained on the edges of the wells, the microplate is tapped manually against the manipulation plane.
  • paraffin is melted and then removed with a propellant with a capacity of 1 ml.
  • a volume of 150 to 200 ⁇ L of paraffin is deposited on the surface of the reaction solution in each of the wells.
  • the microplate is then closed with a lid to ensure anaerobic conditions.
  • the microplate thus filled is deposited in the reader for incubation and measurement. Fluorescence intensities are collected automatically every hour. At each collection, the fluorescence intensity of the standard points G0 to G7 makes it possible to draw a curve calibration model representing the linear correlation between the fluorescence intensity and the acetate concentration of the standard points. The coefficient of determination of the linear correlation makes it possible to know the adequacy between the observed data and the model.
  • the FIGURE 7 shows the evolution of the coefficients of determination of the calibration curve as a function of the incubation time of the standard samples. Three examples of calibration curves representing the changes in fluorescence intensity of the samples of the standard range as a function of the concentration of gC-Acetate.L -1 , are given in FIG. FIGURE 8 for incubation times of 1 hour, 20 hours and 33 hours. It is observed that the coefficient of determination R 2 of the calibration curve improves over time. For an incubation time of 33 hours, R 2 is 0.99.
  • An incubation time of 33 hours is automatically selected to analyze the fluorescence intensities of the samples.
  • the method according to the invention makes it possible to obtain BOD 5 equivalents and BMP equivalents respectively in less than 24 hours and in less than 35 hours with an excellent correlation with respect to the conventional methods for measuring these two industrial parameters.
  • Samples are samples taken throughout the process in an urban wastewater treatment plant.
  • the duration of the incubation in the presence of the fluorescent bioreactant is 15h at 30 ° C on a plate covered with an aerobic film;
  • the input water from the 25-fold diluted treatment plant is used as the type of inoculum (microorganisms)
  • the incubation mixture comprises 90 ⁇ l of reagent comprising the fluorescent probe, 90 ⁇ l of inoculum and 90 ⁇ l of sample to be tested.
  • the reference is to a glucose / glutamic acid range of 0 to 250 mg / L.
  • the reading is made from below in a spectrophotometer at the following wavelengths: excitation 540nm; 600nm emission.
  • the BOD 5 of the samples is measured by a conventional standard method.
  • the measurement according to the invention therefore makes it possible to have a very good evaluation of the quantity of organic matter present very rapidly (15 hours).

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Abstract

The method comprises preparing an organic sample, incubating the organic sample for 12-24 hours in a microplate with a fluorescent and/or colorimetric bioreagent and an inoculum of micro-organisms for degrading the sample, where the microorganisms are optionally prepared from lyophilized strains or from a culture of bacterial strains analysis of the absorbance-fluorescence emitted by a mixture over time, and calculating an industrial parameter from a calculated organic matter concentration. The method comprises preparing an organic sample, incubating the organic sample for 12-24 hours in a microplate with a fluorescent and/or colorimetric bioreagent and an inoculum of micro-organisms for degrading the sample, where the microorganisms are optionally prepared from lyophilized strains or from a culture of bacterial strains analysis of the absorbance-fluorescence emitted by a mixture over time, and calculating an industrial parameter from a calculated organic matter concentration. The analysis of absorbance-fluorescence comprises: measurement of an intensity of absorbance-fluorescence emitted following degradation of the sample by the inoculum of micro-organisms, where the obtained fluorescence intensity profile allows determination of the minimum measurement time by analysis of a coefficient of determination of a calibration curve associating the intensity of the fluorescence with a concentration of organic matter obtained by carrying out measurements of absorbance-fluorescence on samples of known increasing concentrations constituting a standard range and/or by comparison of the results obtained on samples of known concentrations by a usual standardized method, or deducing instantaneous rate of biodegradation profiles; and calculating a reference organic matter concentration using the intensity of absorbance-fluorescence measurement and using a correlation with a standard range or with a mathematical model. The step of measuring the absorbance-fluorescence intensity is carried out through an underside of the plate. The sample to be analyzed is collected at a treatment site, and the inoculum of microorganisms originates from a bacterial system present on the same site having a composition that is stable over time. The inoculum is optionally passed through 1.2 mu m mesh polyethersulfone filters. The measurement is carried out, at most every 15 minutes under aerobic conditions, by leaving the microplate open or covering the plate with a film allowing oxygen exchange without evaporation. The incubation is carried out for 12-24 hours. The measured fluorescence is converted into mg0 2.L -> 1>according to standard biological request oxygenates over 5 days by comparison with a standard range and by use of a mathematical model connecting the fluorescence intensity to the concentration. The mathematical equation is adjusted as a function of the fluorescence intensities measured on control solutions having known concentrations placed under the same conditions as the samples to be analyzed. The measurement is carried out under anaerobic conditions by covering each well of the microplate with paraffin and then closing the microplate using a cover. The plate is optionally turned over so that the fluorescence measurement takes place from above. The measurement time is chosen automatically such that the coefficient of determination of the calibration curve is closest to 1 over a total incubation period. The fluorescence emitted is converted to LCH 4.kg -> 1>raw matter according to a methane potential (BMP) standard according to a calculation comprising: converting the profiles of absorbance-fluorescence intensities or the profiles of instantaneous rates to gC-Acetate.Kg -> 1>using the mathematical equation originating from the linear regression of the calibration curve; or referring to a database constituted by the samples with known gC-Acetate.Kg -> 1>and BMP LCH 4.Kg -> 1>raw matter values in order to predict the methane potential in terms of LCH 4.kg -> 1>raw matter. The methane potential of unknown samples is directly estimated from the calibration curve in terms of LCH 4.kg -> 1>raw matter. Independent claims are included for: (1) a kit for direct measurement of biodegradability of organic samples; and (2) an analysis system.

Description

La présente invention concerne un procédé de mesure de biodégradabilité de substrats organiques basé sur l'utilisation d'un bioréactif fluorescent et/ou colorimétrique pour évaluer l'activité microbienne générée par l'ajout de substrats organiques dans un mélange de micro-organismes. Ce procédé a été développé pour permettre des mesures aussi bien en conditions aérobies qu'anaérobies.The present invention relates to a method for measuring the biodegradability of organic substrates based on the use of a fluorescent and / or colorimetric bioreactant to evaluate the microbial activity generated by the addition of organic substrates in a mixture of microorganisms. This process has been developed to allow measurements in both aerobic and anaerobic conditions.

L'invention s'applique au domaine de l'analyse de la biodégradabilité de matières organiques de types variés, tels que, par exemple, eaux et boues de station d'épuration, effluents agro-industriels ou d'élevage, déchets industriels, agro-industriels et agricoles ou compost.The invention applies to the field of the analysis of the biodegradability of organic materials of various types, such as, for example, water and sludge treatment plant, agro-industrial effluents or livestock, industrial waste, agro -industrial and agricultural or compost.

Les substrats organiques sont utilisables par les micro-organismes en tant que substrats desquels ils retirent de l'énergie et la capacité de croître. De nombreuses applications industrielles utilisent ces réactions biochimiques de dégradation, en conditions aérobies ou anaérobies, notamment : épuration des eaux usées, production de composés à haute valeur ajoutée, production d'énergie, et production agro-alimentaire. Les sources de substrats organiques disponibles sont très variées : cultures et résidus de culture, production et résidus agro-alimentaires, déchets ménagers et urbains, biomasse notamment algale.Organic substrates can be used by microorganisms as substrates from which they derive energy and the ability to grow. Many industrial applications use these biochemical degradation reactions, under aerobic or anaerobic conditions, including: wastewater treatment, production of high value-added compounds, energy production, and agro-food production. The sources of organic substrates available are very varied: crops and crop residues, production and agro-food residues, household and urban waste, biomass including algae.

Il existe différentes méthodes pour mesurer la biodégradabilité des substrats organiques, c'est-à-dire pour mesurer l'étendue avec laquelle des micro-organismes vont pouvoir utiliser ces substrats pour les transformer. Chaque domaine d'application utilise sa propre méthode très généralement basée sur la mesure du produit formé au cours de la réaction, parfois sur la mesure du substrat dégradé. Ces méthodes sont longues, complexes à mettre en place et requièrent un appareillage lourd et coûteux.There are different methods for measuring the biodegradability of organic substrates, that is, to measure the extent to which microorganisms will be able to use these substrates to transform them. Each field of application uses its own method very generally based on the measurement of the product formed during the reaction, sometimes on the measurement of the degraded substrate. These methods are long, complex to set up and require heavy and expensive equipment.

Deux paramètres industriels sont plus couramment utilisés pour mesurer la biodégradabilité des substrats organiques : la demande biochimique (ou biologique) en oxygène (DBO) et le potentiel méthane (BMP).Two industrial parameters are more commonly used to measure the biodegradability of organic substrates: demand biochemical (or biological) oxygen (BOD) and methane potential (BMP).

La quantité de matière organique peut être évaluée par une mesure du paramètre industriel que représente la demande biochimique (ou biologique) en oxygène. La DBO représente la quantité de dioxygène nécessaire aux micro-organismes aérobies de l'eau pour oxyder les matières organiques, dissoutes ou en suspension dans l'eau. La mesure la plus couramment réalisée est celle de la DBO5. La DBO5 correspond à la demande biochimique ou (biologique) en oxygène après 5 jours d'incubation de l'échantillon à une température de 20°C. Son protocole de mesure standard est décrit dans la norme NF EN 1899-1.The amount of organic matter can be evaluated by measuring the industrial parameter that represents the biochemical (or biological) oxygen demand. BOD is the amount of oxygen required by aerobic microorganisms in water to oxidize organic matter, dissolved or suspended in water. The most commonly performed measurement is that of BOD 5 . BOD 5 corresponds to the biochemical or (biological) oxygen demand after 5 days of incubation of the sample at a temperature of 20 ° C. Its standard measurement protocol is described in standard NF EN 1899-1.

Le deuxième paramètre industriel utilisé est le potentiel méthane qui correspond au volume de méthane produit lors de la dégradation d'un substrat organique en présence de bactéries anaérobies. Le protocole habituel est basé sur la mesure du volume de méthane produit à partir d'une quantité connue d'un échantillon à tester en présence d'une quantité connue de micro-organismes anaérobies. L'essai se déroule dans des conditions favorables (température, pH, présence d'éléments nutritifs...) pour la dégradation de l'échantillon. Le protocole est décrit dans la norme ISO 11734. Le méthane est par la suite exploité sous forme de chaleur ou d'électricité sur le site ou injecté dans les réseaux municipaux. Le résidu de la méthanisation, le digestat, peut être valorisé sous forme de fertilisant agricole notamment.The second industrial parameter used is the methane potential, which corresponds to the volume of methane produced during the degradation of an organic substrate in the presence of anaerobic bacteria. The usual protocol is based on measuring the volume of methane produced from a known quantity of a test sample in the presence of a known quantity of anaerobic microorganisms. The test is conducted under favorable conditions (temperature, pH, presence of nutrients ...) for the degradation of the sample. The protocol is described in ISO 11734. The methane is then used in the form of heat or electricity at the site or injected into municipal networks. The residue of the methanisation, the digestate, can be valorised in the form of agricultural fertilizer in particular.

La demande internationale WO2007/105040 concerne un dispositif d'estimation rapide de la demande biochimique en oxygène d'eau potable usée. Ce dispositif est constitué d'une membrane microbienne immobilisée attachée à une électrode, un multimètre et une station de travail portable munie d'un logiciel spécialement développé. La mesure de la DBO d'eau potable usée par le biais de ce dispositif est plus rapide, reproductible et efficace par comparaison avec les méthodes conventionnelles de type dosage.International demand WO2007 / 105040 relates to a device for rapid estimation of the biochemical oxygen demand of used drinking water. This device consists of an immobilized microbial membrane attached to an electrode, a multimeter and a portable workstation with specially developed software. Measurement of the BOD of used drinking water through this device is faster, reproducible and efficient compared to conventional dosing methods.

Le brevet EP0855023B1 décrit un procédé de détermination des besoins biologiques en oxygène d'eaux usées, dans lequel un échantillon d'eaux usées est mélangé à de l'eau de dilution biologiquement neutre à un degré de dilution prédéterminé. On mesure alors, dans un bain biologique, la concentration en oxygène qui s'établit, en raison de la réaction biologique d'une biomasse prédéterminée avec l'échantillon d'eaux usées dilué dans le bain biologique. Dans ce procédé, on ajoute et mélange au bain biologique, rempli d'eau de dilution saturée en oxygène, l'échantillon d'eaux usées en quantité prédéterminée en mode de fonctionnement discontinu ; et on mesure la consommation d'oxygène qui s'établit par unité de temps et on rince le bain-biologique avec de l'eau de dilution.The patent EP0855023B1 discloses a method for determining the biological oxygen requirements of wastewater, wherein a sample wastewater is mixed with biologically neutral dilution water to a predetermined degree of dilution. The oxygen concentration that is established is then measured in a biological bath, due to the biological reaction of a predetermined biomass with the sample of wastewater diluted in the biological bath. In this method, the sample of sewage water is added and mixed in the biological bath, filled with oxygen-saturated dilution water, in a predetermined quantity in discontinuous mode of operation; and the oxygen consumption which is established per unit of time is measured and the bath is rinsed with dilution water.

Mais ces deux méthodes présentent des inconvénients, notamment car elles ne s'appliquent qu'à des échantillons liquides, et sont assez contraignantes à mettre en oeuvre.But these two methods have disadvantages, especially since they only apply to liquid samples, and are quite restrictive to implement.

Pour déterminer le potentiel méthane, le protocole habituel consiste à inoculer un certain nombre de flacons contenant une petite quantité de milieu à analyser avec des inoculas anaérobies en l'absence d'oxygène, souvent en atmosphère azotée. Ces flacons sont ensuite placés dans un bain d'eau ou un incubateur dont la température est contrôlée. Par analyse manuelle du volume et de la composition du gaz émis par chromatographie, le volume de méthane produit est analysé périodiquement, jusqu'à stabilisation de la courbe du volume de méthane cumulé. La durée d'analyse est de 20 à 60 jours. Ainsi, cette procédure analytique requiert un appareillage de laboratoire couteux, et est très complexe et exigeante en matière de temps et de travail. La composition en biogaz et méthane produits ne peut être analysée que ponctuellement et manuellement, rendant difficile sa mise en place de manière routinière au sein d'un laboratoire. Il existe donc un réel besoin pour un test automatisé qui fournisse des données de qualité de façon simple, fiable et rapide.To determine the methane potential, the usual protocol is to inoculate a number of vials containing a small amount of medium to be analyzed with anaerobic inocula in the absence of oxygen, often in a nitrogen atmosphere. These vials are then placed in a water bath or incubator whose temperature is controlled. By manually analyzing the volume and the composition of the gas emitted by chromatography, the volume of methane produced is analyzed periodically, until the cumulative methane volume curve is stabilized. The duration of analysis is 20 to 60 days. Thus, this analytical procedure requires expensive laboratory equipment, and is very complex and demanding in terms of time and work. The composition of biogas and methane produced can be analyzed only occasionally and manually, making it difficult to set up routinely within a laboratory. There is therefore a real need for an automated test that provides quality data simply, reliably and quickly.

La demande internationale WO 2006/079733 propose d'utiliser la fluorescence pour évaluer l'action oxydante des bactéries sur la matière organique à dégrader. Une sonde fluorescente pénètre dans les bactéries et réagit à chaque échange d'électrons. Il s'agit donc d'une méthode directe d'appréciation de l'activité bactérienne. Cette méthode permet seulement d'évaluer le devenir d'une matière organique ou d'associations de la matière organique avec certains éléments du sol et concerne essentiellement l'analyse d'échantillons liquides en provenance du sol, mais ne fournit pas de moyen d'obtention de paramètres industriels d'usage courant, comme la DBO5 ou le BMP.International demand WO 2006/079733 proposes to use fluorescence to evaluate the oxidative action of bacteria on the organic matter to be degraded. A fluorescent probe penetrates the bacteria and responds to each exchange of electrons. It is therefore a direct method of assessing bacterial activity. This method only allows to evaluate the fate of an organic matter or of organic matter associations with certain soil elements and mainly concerns the analysis of liquid samples from the soil, but does not provide a means of obtaining industrial parameters in common use, such as BOD 5 or BMP.

L'article de Dudal Y. et al. (Anal. Bioanal. Chem., (2006), 384, 175-179 ) reprend le contenu de la demande internationale WO 2006/079733 et décrit un test de fluorescence sur microplaque pour la mesure de l'activité catabolique induite par les matières organiques dissoutes (dissolved organic matter ou DOM). Cette technique permet, à partir de courbes de calibration de glucose, de calculer la quantité minéralisable d'un DOM et de classifier les DOM en fonction de leur capacité à réagir avec des bactéries.The article of Dudal Y. et al. (Anal Bioanal Chem., (2006), 384, 175-179. ) reproduces the content of the international application WO 2006/079733 and discloses a microplate fluorescence assay for the measurement of catabolic activity induced by dissolved organic matter (DOM). This technique allows, from glucose calibration curves, to calculate the mineralizable amount of a DOM and to classify DOMs according to their ability to react with bacteria.

L'article de Christian Guyard (L'eau, l'industrie et les nuisance, (01/08/10), no 334, 51-58 ) est une revue sur les différentes techniques utilisées pour la mesure de DBO5 et les problèmes inhérents à ces techniques. Il est fait référence à l'invention objet de la demande internationale WO 2006/079733 et à la corrélation qui existerait entre la mesure de fluorescence et la mesure de DBO5 sans toutefois préciser comment elle est établie.The article of Christian Guyard (Water, industry and nuisance, (01/08/10), No. 334, 51-58 ) is a review of the different techniques used for the measurement of BOD 5 and the problems inherent in these techniques. Reference is made to the subject matter of the international application WO 2006/079733 and the correlation that would exist between the measurement of fluorescence and the measurement of BOD 5 without however specify how it is established.

Un but de l'invention est de pallier les inconvénients de l'état de la technique, et en particulier d'améliorer les points suivants :

  • Permettre une mesure rapide et simple à mettre en oeuvre;
  • Proposer une méthode applicable à de nombreux types d'échantillons organiques;
  • Améliorer la sensibilité de la méthode ;
  • Etendre la gamme de concentrations mesurables par le procédé ;
  • Proposer une méthode permettant l'utilisation de micro-organismes adaptés à chaque application opérationnelle ;
  • Proposer une méthode permettant un travail en haut-débit ;
  • Fournir des résultats sous la forme de paramètres industriels connus.
An object of the invention is to overcome the disadvantages of the state of the art, and in particular to improve the following points:
  • Allow a quick and easy measurement to implement;
  • To propose a method applicable to many types of organic samples;
  • Improve the sensitivity of the method;
  • Extend the range of measurable concentrations by the process;
  • To propose a method allowing the use of microorganisms adapted to each operational application;
  • To propose a method allowing a work in broadband;
  • Provide results in the form of known industrial parameters.

Pour cela, l'invention propose de mesurer la biodégradabilité des substrats organiques par la détection fluorescente et/ou colorimétrique de l'activité microbienne générée par l'ajout de substrats organiques dans un mélange de micro-organismes, d'en déduire par étalonnage la valeur attendue pour chaque domaine d'applications et de quantifier la matière organique présente. Cette mesure est réalisée sur un format permettant la multiplicité des mesures avec un traitement des données automatisé.For this purpose, the invention proposes to measure the biodegradability of organic substrates by the fluorescent and / or colorimetric detection of the microbial activity generated by the addition of organic substrates in a mixture of micro-organisms, to deduce by calibration the expected value for each field of application and to quantify the organic matter present. This measurement is carried out on a format allowing the multiplicity of measurements with an automated data processing.

Cette invention permet de réaliser des mesures d'équivalents aux méthodes classiques de DBO5 et de BMP, mais le procédé est utilisable également pour mesurer d'autres potentiels dans le domaine environnemental, tels qu'un potentiel fermentaire ou fertilisant, mais aussi dans les domaines de l'agroalimentaire (industrie du lait) et de la pétrochimie. Ce procédé peut également être utilisé pour réaliser le diagnostic d'un bioréacteur, mesurer les performances d'épuration ou étudier les effets inhibiteurs ou toxiques de différents produits (effluents, substrats organiques etc...). Il peut aussi permettre d'obtenir des résultats comparables à ceux de la respirométrie.This invention makes it possible to measure equivalent to conventional methods of BOD 5 and BMP, but the method can also be used to measure other potentials in the environmental field, such as a fermentative or fertilizing potential, but also in agri-food (dairy industry) and petrochemical sectors. This method can also be used to carry out the diagnosis of a bioreactor, to measure the purification performance or to study the inhibitory or toxic effects of different products (effluents, organic substrates, etc.). It can also provide results comparable to those of respirometry.

Aussi l'invention a pour objet un procédé de mesure directe de biodégradabilité d'échantillons organiques comprenant les étapes suivantes :

  • préparation de l'échantillon,
  • incubation, pendant une durée comprise entre 1 et 48 heures, avantageusement entre 12 et 48 heures, avantageusement entre 12 et 24 heures, au sein d'une microplaque, de l'échantillon avec un bioréactif fluorescent et/ou colorimétrique et un inoculum de micro-organismes susceptibles de dégrader ledit échantillon,
  • analyse de l'absorbance - fluorescence émise par le mélange au cours du temps, ladite analyse d'absorbance - fluorescence comprenant les deux étapes suivantes :
    1. a) mesure d'une intensité d'absorbance - fluorescence émise suite à la dégradation de l'échantillon par l'inoculum de micro-organismes, ledit profil d'intensité de fluorescence obtenu permettant :
      • soit de déterminer le temps minimal de mesure par analyse d'un coefficient de détermination d'une courbe de calibration, ladite courbe de calibration reliant l'intensité de la fluorescence à la concentration en matière organique étant obtenue en réalisant des mesures d'absorbance - fluorescence sur des échantillons de concentrations croissantes connues constituant une gamme-étalon, et/ou par comparaison des résultats obtenus sur des échantillons de concentrations connues par une méthode habituelle « normée »,
      • soit de déduire des profils de vitesse instantanée de biodégradation,
    2. b) utilisation de l'intensité d'absorbance - fluorescence mesurée pour calculer une concentration de matière organique de référence, grâce à une corrélation soit par une gamme-étalon, soit par un modèle mathématique ledit procédé comprenant en outre une étape de calcul d'un paramètre industriel à partir de la concentration de matière organique calculée à l'étape b).
Also, the subject of the invention is a method for directly measuring the biodegradability of organic samples, comprising the following steps:
  • sample preparation,
  • incubation, for a period of between 1 and 48 hours, advantageously between 12 and 48 hours, advantageously between 12 and 24 hours, in a microplate, of the sample with a fluorescent and / or colorimetric bioreactant and a micro inoculum -organisms likely to degrade said sample,
  • analysis of the absorbance - fluorescence emitted by the mixture over time, said absorbance - fluorescence analysis comprising the following two steps:
    1. a) measuring an intensity of absorbance - fluorescence emitted following the degradation of the sample by the inoculum of microorganisms, said fluorescence intensity profile obtained allowing:
      • or to determine the minimum measurement time by analyzing a coefficient of determination of a calibration curve, said calibration curve connecting the intensity of the fluorescence to the organic matter concentration being obtained by performing absorbance measurements - fluorescence on samples of known increasing concentrations constituting a standard range, and / or by comparison of the results obtained on samples of known concentrations by a standard "normalized" method,
      • to deduce profiles of instantaneous rate of biodegradation,
    2. b) using the absorbance-fluorescence intensity measured to calculate a reference organic matter concentration, by correlation either by a standard range or by a mathematical model, said method further comprising a step of calculating an industrial parameter from the concentration of organic matter calculated in step b).

Conformément à l'invention, les profils de vitesse instantanée de biodégradation peuvent être calculés par toute technique connue de l'homme du métier, notamment par dérivée du profil d'intensité. Les profils de vitesse permettent de sélectionner par simple lecture la vitesse instantanée maximale qui est directement corrélée à la concentration en substrat.According to the invention, the instantaneous biodegradation speed profiles can be calculated by any technique known to those skilled in the art, in particular by derivative of the intensity profile. The speed profiles make it possible to select by simple reading the maximum instantaneous speed which is directly correlated to the substrate concentration.

Conformément à l'invention, les échantillons peuvent être des eaux usées, des eaux potables, des effluents industriels, des eaux résiduaires, des substrats organiques, notamment agro-industriels ou d'élevage, des déchets industriels, agro-industriels et agricoles ou compost et des boues de station d'épuration, des algues...According to the invention, the samples may be wastewater, drinking water, industrial effluents, wastewater, organic substrates, especially agro-industrial or livestock, industrial waste, agro-industrial and agricultural or compost and sewage sludge, algae ...

Ils peuvent être utilisés directement ou après dilution.They can be used directly or after dilution.

Dans un mode de réalisation avantageux de l'invention, la mesure de l'intensité de l'absorbance - fluorescence est réalisée par le dessous de la plaque.In an advantageous embodiment of the invention, the measurement of the intensity of the absorbance-fluorescence is performed from below the plate.

Dans un autre mode avantageux de réalisation de l'invention, l'échantillon à analyser est prélevé sur un site de traitement et l'inoculum de micro-organismes provient d'un système bactérien de composition stable dans le temps présent sur ce même site.In another advantageous embodiment of the invention, the sample to be analyzed is taken from a treatment site and the microorganism inoculum comes from a bacterial system of stable composition in the present time on the same site.

Si nécessaire, l'inoculum est passé sur des filtres PES de maille 1,2 µm avant utilisation.If necessary, the inoculum is passed through 1.2 μm mesh PES filters before use.

Conformément à l'invention, l'inoculum de microorganismes peut être issu du milieu de prélèvement lui-même ou être préparé à partir de souches lyophilisées ou d'une culture de souches bactériennes. Ces souches et cultures sont disponibles dans le commerce et bien connues de l'homme du métier.According to the invention, the microorganism inoculum may be derived from the sampling medium itself or be prepared from freeze-dried strains or from a culture of bacterial strains. These strains and cultures are commercially available and well known to those skilled in the art.

Conformément à l'invention lorsque la mesure est réalisée en conditions aérobies, elle est réalisée soit en laissant la microplaque ouverte, soit en la recouvrant d'un film permettant les échanges d'oxygène sans évaporation.According to the invention, when the measurement is carried out under aerobic conditions, it is carried out either by leaving the microplate open or by covering it with a film allowing the exchange of oxygen without evaporation.

Dans un mode de réalisation avantageux de l'invention, l'incubation est réalisée pendant une durée comprise entre 1 heures et 24 heures, avantageusement entre 12 et 24 heures en milieu aérobie et au moins égal à 10 heures en milieu anaérobie.In an advantageous embodiment of the invention, the incubation is carried out for a period of between 1 hours and 24 hours, advantageously between 12 and 24 hours in an aerobic medium and at least equal to 10 hours in an anaerobic medium.

Dans un autre mode de réalisation de l'invention, les mesures sont réalisées au minimum toutes les heures et au maximum toutes les 15 minutes.In another embodiment of the invention, the measurements are performed at least every hour and at most every 15 minutes.

Dans un mode de réalisation avantageux de l'invention, la fluorescence mesurée est convertie en mgO2.L-1, unité de la DBO5 (demande biologique en oxygène sur 5 jours), par comparaison avec une gamme-étalon.In an advantageous embodiment of the invention, the measured fluorescence is converted into mgO 2 .L -1 , unit of BOD 5 (biological oxygen demand over 5 days), compared with a standard range.

Dans un autre mode de réalisation avantageux de l'invention, la fluorescence mesurée est convertie en mgO2.L-1, par utilisation d'une modèle mathématique reliant l'intensité de fluorescence à la concentration.In another advantageous embodiment of the invention, the measured fluorescence is converted into mgO 2 .L -1, by using a mathematical model relating the fluorescence intensity to the concentration.

Dans un autre mode de réalisation avantageux de l'invention l'équation mathématique est ajustée en fonction des intensités de fluorescence mesurées sur des solutions de contrôle de concentrations connues placées dans les mêmes conditions que les échantillons à analyser.In another advantageous embodiment of the invention, the mathematical equation is adjusted as a function of the fluorescence intensities measured on control solutions of known concentrations placed under the same conditions as the samples to be analyzed.

Dans un autre mode de réalisation avantageux de l'invention la mesure est réalisée en conditions anaérobies, notamment en recouvrant chaque puits de la microplaque de paraffine puis en fermant la microplaque à l'aide d'un couvercle, la plaque pouvant être retournée pour que la mesure de fluorescence se fasse par le dessus.In another advantageous embodiment of the invention the measurement is carried out under anaerobic conditions, in particular by covering each well of the paraffin microplate and then closing the microplate with a lid, the plate being turnable so that the fluorescence measurement is done from above.

Conformément à l'invention, dans le cas d'une mesure dans des conditions anaérobies, le temps de mesure choisi de façon automatisée peut être celui auquel le coefficient de détermination de la courbe de calibration est le plus proche de 1 sur une durée totale d'incubation.According to the invention, in the case of a measurement under anaerobic conditions, the measurement time chosen in an automated manner can be the one at which the coefficient of determination of the calibration curve is the closest to 1 over a total incubation period.

Dans un mode de réalisation avantageux de l'invention en condition anaérobies, la fluorescence émise est convertie en LCH4.Kg-1 de matière brute, selon l'unité usuelle d'expression du potentiel méthane d'après un calcul comprenant les étapes suivantes :

  • conversion des intensités de fluorescence en gC-Acétate.Kg-1 à l'aide de l'équation mathématique issue de la régression linéaire de la courbe de calibration, ou
  • référence à une base de données constituée BMP en LCH4.Kg-1 de matière brute pour prédire le potentiel méthane en LCH4.Kg-1 de matière brute.
In an advantageous embodiment of the invention under anaerobic conditions, the emitted fluorescence is converted into LCH 4 .Kg -1 of raw material, according to the usual unit of expression of the methane potential according to a calculation comprising the following steps: :
  • conversion of the fluorescence intensities to gC-Acetate.Kg -1 using the mathematical equation resulting from the linear regression of the calibration curve, or
  • reference to a database consisting of BMP in LCH 4 .Kg -1 of raw material to predict the methane potential in LCH 4 .Kg -1 of raw material.

Avantageusement, conformément à l'invention, le potentiel méthane d'échantillons inconnus est directement estimé en LCH4.Kg-1 de matière brute à partir de la courbe de calibration.Advantageously, in accordance with the invention, the methane potential of unknown samples is directly estimated in LCH 4 .Kg -1 of raw material from the calibration curve.

Le procédé selon l'invention peut mettre en oeuvre un kit comprenant au moins une microplaque, au moins un bioréactif fluorescent et/ou colorimétrique et des solutions-étalons et/ou de contrôle.The method according to the invention can implement a kit comprising at least one microplate, at least one fluorescent and / or colorimetric bioreactant and standard solutions and / or control.

Conformément à l'invention, l'étape d'analyse de l'absorbance-fluorescence est mise en oeuvre par un système comprenant un lecteur de fluorescence adapté au format microplaque et des moyens de calculs agencés pour mettre en oeuvre ledit procédé.According to the invention, the absorbance-fluorescence analysis step is carried out by a system comprising a fluorescence reader adapted to the microplate format and calculation means arranged to implement said method.

L'invention a également pour objet un procédé de quantification de matière organique présente dans un échantillon mettant en oeuvre la mesure de biodégradabilité décrite précédemment.The invention also relates to a method of quantifying organic matter present in a sample using the biodegradability measurement described above.

Ainsi selon l'invention, la mesure comprends plusieurs étapes :

  • Mise au point de la méthode : choix de l'inoculum et détermination du temps d'incubation optimal,
  • Préparation de l'échantillon
  • Mise en contact et incubation au sein d'une microplaque de l'échantillon avec un inoculum de micro-organismes susceptible de dégrader ledit échantillon et avec un bioréactif fluorescent et/ou colorimétrique,
  • Analyse de l'absorbance et/ou fluorescence émise par le mélange au cours du temps.
Thus according to the invention, the measurement comprises several steps:
  • Development of the method: choice of the inoculum and determination of the optimal incubation time,
  • Sample preparation
  • Contacting and incubation in a microplate of the sample with an inoculum of microorganisms capable of degrading said sample and with a fluorescent and / or colorimetric bioreactant,
  • Analysis of the absorbance and / or fluorescence emitted by the mixture over time.

Les inocula provenant de sources, de milieux ou d'environnements différents, dans des conditions de croissance différentes, ne réagissent pas de la même manière lorsqu'on les met en contact avec un même substrat. Afin de déterminer la relation entre l'activité bactérienne mesurée par l'absorbance/fluorescence et le paramètre industriel visé, une caractérisation par la méthode de référence (DBO ou BMP) doit être réalisée. Cette caractérisation est réalisée sur les solutions des gammes étalons utilisées dans la méthode de l'invention, soit des solutions synthétiques (exemple : solution de mélange glucose + acide glutamique) ou sur des échantillons réels (exemple : suspension de biodéchets broyés à différentes concentrations). Le lien entre les concentrations des solutions étalons et le paramètre industriel est ainsi défini et sera utilisée pour la quantification des échantillons à tester.Inocula from different sources, media or environments, under different growing conditions, do not react in the same way when put in contact with the same substrate. In order to determine the relationship between the bacterial activity measured by the absorbance / fluorescence and the target industrial parameter, a characterization by the reference method (BOD or BMP) must be performed. This characterization is carried out on the solutions of the standard ranges used in the method of the invention, either synthetic solutions (example: glucose + glutamic acid mixing solution) or on real samples (example: suspension of biowaste milled at different concentrations) . The link between the concentrations of the standard solutions and the industrial parameter is thus defined and will be used for the quantification of the samples to be tested.

Le temps d'incubation minimal et/ou optimal est déterminé en fonction de la méthode de traitement de données utilisée.The minimum and / or optimal incubation time is determined according to the data processing method used.

L'analyse de l'absorbance - fluorescence se déroule en trois étapes réalisées par un système automatisé :

  1. a) mesure de l'intensité de l'absorbance - fluorescence par un détecteur, dans un temps minimal de mesure déterminé préalablement au cours de l'étape de caractérisation de l'inoculum,
  2. b) utilisation des profils d'intensités ou des profils de vitesses instantanées pour calculer une concentration de matière organique de référence, grâce à une corrélation soit par une gamme-étalon, soit par un modèle mathématique, cette molécule de référence pouvant être le mélange glucose - acide glutamique pour la mesure de DBO5 et l'acétate pour la mesure du BMP, ou tout autre molécule représentant un substrat modèle pour la biodégradation étudiée ;
  3. c) la traduction de cette valeur de concentration de matière organique de référence en un paramètre industriel, à partir de la corrélation déterminée au cours de la caractérisation de l'inoculum.
Absorbance-fluorescence analysis is performed in three steps performed by an automated system:
  1. a) measuring the intensity of the absorbance - fluorescence by a detector, in a minimum measurement time determined beforehand during the stage of characterization of the inoculum,
  2. b) using intensity profiles or instantaneous velocity profiles to calculate a concentration of reference organic matter, through a correlation either by a standard range or by a mathematical model, this reference molecule may be the glucose mixture - glutamic acid for the measurement of BOD 5 and acetate for the measurement of BMP, or any other molecule representing a model substrate for the studied biodegradation;
  3. c) the translation of this reference organic matter concentration value into an industrial parameter, based on the correlation determined during the inoculum characterization.

Dans certains cas, notamment en conditions anaérobies, les étapes b) et c) sont confondues.In some cases, especially under anaerobic conditions, steps b) and c) are combined.

L'algorithme de traitement des données mis en place sert à automatiser la décision du temps de lecture et l'incubation et à interpréter des résultats d'absorbance - fluorescence en unités de biodégradabilité couramment utilisées dans le milieu industriel: mgO2.L-1 pour l'équivalent DBO5 classiquement utilisé pour évaluer la biodégradabilité des eaux usées, LCH4.kg-1 de matière brute pour l'équivalent potentiel méthane.The data processing algorithm implemented is used to automate the decision of reading time and incubation and to interpret absorbance-fluorescence results in biodegradability units commonly used in the industrial environment: mgO 2 .L -1 for the equivalent BOD 5 conventionally used to evaluate the biodegradability of wastewater, LCH 4 .kg -1 of raw material for the potential equivalent methane.

L'invention a donc pour objet un procédé de mesure de biodégradabilité, permettant d'obtenir de manière rapide, simple et automatisée un paramètre industriel indicatif, ledit paramètre permettant de quantifier la matière organique présente dans un échantillon.The invention therefore relates to a biodegradability measuring method, for obtaining a fast, simple and automated industrial indicative parameter, said parameter for quantifying the organic matter present in a sample.

D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée et des dessins annexés sur lesquels :

  • la FIGURE 1 représente schématiquement la mise en oeuvre du procédé selon l'invention en conditions aérobies ;
  • la FIGURE 2 présente les dilutions d'échantillons « types » en fonction de la gamme utilisée pour des mesures en conditions aérobies ;
  • la FIGURE 3 donne un exemple de composition du tampon de dilution à utiliser pour la préparation des échantillons.
  • la FIGURE 4 représente schématiquement la mise en oeuvre du procédé selon l'invention en conditions anaérobies ;
  • la FIGURE 5 donne un exemple de disposition des échantillons dans les puits d'une microplaque utilisée conformément à l'exemple 1;
  • la FIGURE 6 donne un exemple de concentrations d'échantillons de gamme-étalon ;
  • la FIGURE 7 est un graphe montrant l'évolution des coefficients de détermination de la courbe de calibration en fonction du temps d'incubation des échantillons-étalons, en conditions anaérobies conformément à l'exemple 1 ;
  • la FIGURE 8 donne trois exemples de courbes d'étalonnage représentant les variations de l'intensité de fluorescence des échantillons de la gamme-étalon en fonction de la concentration en gC-Acétate.L-1, pour trois temps d'incubation : 1 heure, 20 heures et 33 heures en conditions anaérobies conformément à l'exemple 1.
  • La FIGURE 9 illustre la corrélation entre une mesure de DBO5 classique et la mesure réalisée selon l'invention avec le kit Enverdi® conformément à l'exemple 2. La courbe noire correspond à la courbe pour laquelle la corrélation est égale à 1 (mesure Enverdi® - mesure DBO5 normée), les courbes grises correspondent à la courbe pour laquelle la corrélation est égale à 1,3 (mesure Enverdi® = 1,3 mesure DBO5 normée) et à la courbe pour laquelle la corrélation est égale à 0,7 (mesure Enverdi® = 0,7 mesure DBO5 normée). (◊) représentent les mesures réalisées sur les échantillons conformément à l'exemple 2.
Other features and advantages of the invention will emerge from the detailed description and the attached drawings in which:
  • the FIGURE 1 schematically represents the implementation of the method according to the invention under aerobic conditions;
  • the FIGURE 2 presents the "typical" sample dilutions according to the range used for measurements under aerobic conditions;
  • the FIGURE 3 gives an example of the composition of the dilution buffer to be used for sample preparation.
  • the FIGURE 4 schematically represents the implementation of the method according to the invention under anaerobic conditions;
  • the FIGURE 5 gives an example of arrangement of the samples in the wells of a microplate used according to Example 1;
  • the FIGURE 6 gives an example of standard-range sample concentrations;
  • the FIGURE 7 is a graph showing the evolution of the coefficients of determination of the calibration curve as a function of the incubation time of the standard samples under anaerobic conditions according to Example 1;
  • the FIGURE 8 gives three examples of calibration curves representing the changes in the fluorescence intensity of the samples of the standard range as a function of the concentration of gC-Acetate.L -1 , for three incubation times: 1 hour, 20 hours and 33 hours under anaerobic conditions according to Example 1.
  • The FIGURE 9 illustrates the correlation between a conventional measurement of BOD 5 and the measurement carried out according to the invention with the Enverdi® kit according to Example 2. The black curve corresponds to the curve for which the correlation is equal to 1 (Enverdi® measurement - BOD5 measurement normalized), the gray curves correspond to the curve for which the correlation is equal to 1.3 (measurement Enverdi® = 1.3 BOD5 measurement normalized) and the curve for which the correlation is equal to 0.7 (measurement Enverdi® = 0.7 BOD5 measurement normalized). (◊) represent the measurements made on the samples according to Example 2.

Le support de mesure consiste en une microplaque de 96 puits à fond transparent. La lecture se fait de préférence par en-dessous de la microplaque. L'intérêt de ce support est qu'il permet de travailler sur de très faibles volumes d'échantillons et de réactifs, et de réaliser en parallèle un grand nombre de mesures sur un ou plusieurs échantillons.The measurement support consists of a 96-well microplate with a transparent bottom. The reading is preferably from below the microplate. The advantage of this support is that it makes it possible to work on very small volumes of samples and reagents, and to perform in parallel a large number of measurements on one or more samples.

Les caractéristiques de la plaque varient en fonction du type de biodégradabilité à mesurer. Pour une biodégradabilité aérobie, la microplaque est éventuellement recouverte d'un film de culture permettant de laisser passer l'air tout en évitant l'évaporation. Pour une biodégradabilité anaérobie, chaque puits de la microplaque est recouvert de paraffine puis la microplaque est fermée à l'aide d'un couvercle. En conditions anaérobies avec des échantillons en suspension, la plaque est étanche et peut être retournée pour une lecture par le dessus afin que les matières en suspension tombent sur la paraffine et ne gênent pas la mesure.The characteristics of the plate vary according to the type of biodegradability to be measured. For aerobic biodegradability, the microplate is optionally covered with a culture film allowing the air to pass while avoiding evaporation. For anaerobic biodegradability, each well of the microplate is paraffin-coated and then the microplate is closed with a lid. Under anaerobic conditions with suspended samples, the plate is waterproof and can be turned over for reading from above so that suspended solids fall on the paraffin and do not interfere with the measurement.

En fonction du type de mesure à réaliser, aérobie ou anaérobie, le protocole à mettre en oeuvre est différent.Depending on the type of measurement to be performed, aerobic or anaerobic, the protocol to be implemented is different.

Protocole de mesure de biodégradabilité aérobie (par exemple mesure de la DBO5)Aerobic biodegradability measurement protocol (eg measurement of BOD 5 )

Les étapes de ce protocole sont résumées dans la FIGURE 1.The steps of this protocol are summarized in the FIGURE 1 .

Sélection de l'inoculumSelection of the inoculum

Avant de mettre en oeuvre le procédé, il est nécessaire de sélectionner l'inoculum de micro-organismes à utiliser pour réaliser la mesure.Before carrying out the method, it is necessary to select the inoculum of microorganisms to be used to carry out the measurement.

Pour des mesures de biodégradabilité aérobie, le choix de l'inoculum dépend :

  • de la disponibilité ou non sur le site de prélèvement de l'échantillon d'un effluent chargé en bactéries, de composition assez stable dans le temps, du type eau de sortie de station d'épuration des eaux usées (STEP) ou tout autre effluent industriel chargé en bactérie ;
  • de la possibilité de préparer sur place un inoculum à partir de souches lyophilisées, dépendant notamment de la disponibilité de matériel de laboratoire, et la possibilité de stockage dans les conditions requises.
For aerobic biodegradability measurements, the choice of inoculum depends on:
  • the availability or not of the sample collection site of an effluent loaded with bacteria, of a rather stable composition over time, of the type of waste water from a wastewater treatment plant (WWTP) or any other effluent industrial charged with bacteria;
  • the possibility of on-site preparation of an inoculum from freeze-dried strains, depending in particular on the availability of laboratory equipment, and the possibility of storage under the required conditions.

Les inocula qui peuvent être utilisés sont :

  • eau de sortie de station STEP sans traitement tertiaire de désinfection ;
  • eau d'entrée de STEP diluée entre 10 et 100 fois ;
  • inoculum spécifique DBO5 en pastilles ou gélules lyophilisées ;
  • suspension de biofilms ;
  • autre mélange de bactéries ou souches de bactéries adaptées à l'application.
The inocula that can be used are:
  • STEP station outlet water without tertiary disinfection treatment;
  • STEP inlet water diluted 10 to 100 times;
  • specific inoculum BOD 5 in freeze-dried pellets or capsules;
  • suspension of biofilms;
  • other mixture of bacteria or bacteria strains adapted to the application.

Le large choix d'inocula utilisables pour mettre en oeuvre le procédé selon l'invention permet une adaptation du procédé à de multiples applications sur le terrain ou en laboratoire. L'homme du métier saura choisir, à la lumière de ses connaissances l'inoculum adapté.The wide choice of inocula used to implement the method according to the invention allows an adaptation of the method to multiple applications in the field or laboratory. The skilled person will choose, in light of his knowledge the adapted inoculum.

Caractérisation de l'inoculumCharacterization of the inoculum

Une phase préalable d'étude et de caractérisation de l'inoculum est nécessaire afin de déterminer le lien entre l'évolution de l'intensité d'absorbance-fluorescence et le paramètre industriel que l'on souhaite exprimer. Cette étape consiste à analyser en parallèle dans les conditions opératoires de l'invention et selon la méthode de référence avec le même inoculum :

  • soit des solutions synthétiques contenant des concentrations croissantes d'un substrat (par exemple un mélange glucose-acide glutamique, de la cellulose, de l'acétate de sodium...)
  • soit des préparations d'un échantillon à différentes dilutions
  • soit des préparations de plusieurs échantillons de matrices différentes
A preliminary phase of study and characterization of the inoculum is necessary in order to determine the link between the evolution of the absorbance-fluorescence intensity and the industrial parameter that one wishes to express. This step consists of analyzing in parallel in the operating conditions of the invention and according to the reference method with the same inoculum:
  • either synthetic solutions containing increasing concentrations of a substrate (for example a glucose-glutamic acid mixture, cellulose, sodium acetate, etc.)
  • or preparations of a sample with different dilutions
  • either preparations of several samples of different matrices

La comparaison des profils d'intensités ou des profils de vitesse d'évolution de fluorescence et la mesure de DBO5 serviront à relier la gamme étalon au paramètre industriel, et donc à la quantification des échantillons analysés selon la méthode de l'invention, pour cet inoculum.Comparison of intensity profiles or fluorescence evolution rate profiles and measurement of BOD 5 will serve to relate the standard range to the industrial parameter, and thus to the quantification of the samples analyzed according to the method of the invention, to this inoculum.

Sélection du temps d'incubationSelection of incubation time

Après le choix d'un ou plusieurs inocula, une deuxième phase d'adaptation de la mise en oeuvre du procédé selon l'invention consiste en la détermination du temps d'incubation.After the choice of one or more inocula, a second phase of adaptation of the implementation of the method according to the invention consists in determining the incubation time.

Deux types d'analyses sont réalisés en parallèle sur des échantillons réels et des solutions de contrôle synthétiques en concentrations croissantes correspondant à la gamme de calibration :

  • des mesures selon le procédé de l'invention ; dans ce cas, une analyse est réalisée toutes les 30 minutes, sur une durée totale d'incubation de 24h.
  • des mesures du paramètre industriel, comme par exemple une mesure DBO5 selon la norme.
Two types of analysis are performed in parallel on real samples and synthetic control solutions in increasing concentrations corresponding to the calibration range:
  • measurements according to the method of the invention; in this case, an analysis is performed every 30 minutes, over a total incubation period of 24 hours.
  • measurements of the industrial parameter, such as for example a BOD 5 measurement according to the standard.

Ensuite, une comparaison est réalisée entre les résultats obtenus pour chaque type de mesure. Pour chaque temps d'incubation de la méthode selon l'invention, la qualité de la courbe de calibration, c'est-à-dire soit la valeur du coefficient de détermination de la courbe de calibration, soit les vitesses instantanées maximales mesurées, et les concentrations calculées des échantillons et des points de contrôle sont relevées. La comparaison des résultats obtenus pour chaque temps d'incubation avec la méthode de référence permet de déterminer le temps d'incubation auquel on a à la fois une bonne corrélation de la gamme étalon et une bonne prédiction du paramètre industriel des échantillons et points de contrôles. Par exemple, le temps d'incubation choisi est celui auquel le coefficient de détermination de la courbe de calibration est égal à 0,98 et l'erreur standard de prédiction entre une valeur de potentiel mesurée selon une méthode normée et une valeur mesurée selon le procédé est inférieure à 30%.Then, a comparison is made between the results obtained for each type of measurement. For each incubation time of the method according to the invention, the quality of the calibration curve, that is to say either the value of the coefficient of determination of the calibration curve, or the maximum instantaneous velocities measured, and the calculated concentrations of the samples and control points are recorded. The comparison of the results obtained for each incubation time with the reference method makes it possible to determine the incubation time at which both a good correlation of the standard range and a good prediction of the industrial parameter of the samples and control points are obtained. . For example, the incubation time chosen is that at which the coefficient of determination of the calibration curve is equal to 0.98 and the standard error of prediction between a potential value measured according to a standardized method and a value measured according to the process is less than 30%.

Si plusieurs inocula ont été testés, celui qui donne les meilleurs résultats dans le temps d'incubation le plus court est sélectionné.If several inocula have been tested, the one that gives the best results in the shortest incubation time is selected.

Protocole de préparation de l'échantillonSample preparation protocol

Les échantillons à analyser subissent une simple homogénéisation avant prélèvement, et des dilutions en fonction de leur concentration et des gammes utilisées.The samples to be analyzed undergo a simple homogenization before sampling, and dilutions according to their concentration and the ranges used.

Le tableau présenté dans la FIGURE 2 présente les dilutions des échantillons « type » en fonction de la gamme utilisée, à titre d'information. D'autres gammes peuvent être développées en fonction des besoins des utilisateurs.The table presented in the FIGURE 2 presents the dilutions of the "type" samples according to the range used, for information purposes. Other ranges can be developed according to the needs of users.

L'échantillon est dilué dans de l'eau distillée ou dans un tampon dont un exemple de composition est donné dans le tableau de la FIGURE 3.The sample is diluted in distilled water or in a buffer, an example of which is given in the table of the FIGURE 3 .

Protocole de remplissage de la microplaqueProtocol for filling the microplate

Les puits d'une microplaque à fond transparent sont remplis selon le protocole suivant :

  • V1 µL de réactif
  • V2 µL d'inoculum
  • V3 µL d'échantillon, de solution standard ou de solution de contrôle.
The wells of a microplate with a transparent bottom are filled according to the following protocol:
  • V 1 μL of reagent
  • V 2 μL of inoculum
  • V 3 μL of sample, standard solution or control solution.

L'optimisation des volumes et concentrations de réactifs permet d'augmenter la sensibilité de la méthode, de diminuer le temps de lecture et d'incubation et d'améliorer la correspondance avec les méthodes classiques.The optimization of the volumes and concentrations of reagents makes it possible to increase the sensitivity of the method, to reduce the reading and incubation time and to improve the correspondence with conventional methods.

RéactifReagent

Le réactif est une solution d'un bioréactif fluorescent et/ou colorimétrique indicateur de prolifération microbienne dilué dans un tampon.The reagent is a solution of a fluorescent and / or colorimetric bioreactive indicator of microbial proliferation diluted in a buffer.

Une sonde fluorescente utilisée est par exemple un révélateur rédox fluorescent sensible au catabolisme de la matière organique de l'échantillon. Le bioréactif fluorescent peut être choisi en particulier parmi le groupe constitué des compositions commerciales de dérivés de resazurine (commercialisée notamment sous les produits Alamarblue™, voir brevet U.S. 5,501,959 , ou MTT, ou PrestoBlue™). L'Alamarblue™ présente le double avantage du changement de couleur mais aussi de la formation d'un produit fluorescent. Le changement de couleur entre la forme oxydée non fluorescente, bleue et la forme réduite fluorescente, violette est marqué et s'observe à l'oeil nu. Le réactif fluorescent choisi retenu pour sa sensibilité et pour sa capacité à révéler tous les métabolismes (aérobie ou anaérobie).A fluorescent probe used is, for example, a fluorescent redox developer sensitive to the catabolism of the organic matter of the sample. The fluorescent bioreactant may be chosen in particular from the group consisting of commercial compositions of resazurin derivatives (sold in particular under the Alamarblue ™ products, see patent US 5,501,959 , or MTT, or PrestoBlue ™). Alamarblue ™ has the dual advantage of color change but also the formation of a fluorescent product. The color change between the non-fluorescent oxidized blue form and the fluorescent, violet reduced form is marked and is observed with the naked eye. The selected fluorescent reagent chosen for its sensitivity and for its ability to reveal all metabolisms (aerobic or anaerobic).

Le tampon de dilution est choisi pour ne pas interférer avec la mesure. Il peut être préparé selon le protocole présenté dans le tableau de la FIGURE 3.The dilution buffer is chosen so as not to interfere with the measurement. It can be prepared according to the protocol presented in the table of the FIGURE 3 .

Le taux de dilution du bioréactif fluorescent et/ou colorimétrique dans le tampon est défini en fonction des applications et des gammes de mesure.The dilution rate of the fluorescent and / or colorimetric bioreactant in the buffer is defined according to the applications and the measurement ranges.

Selon un mode de réalisation particulier du procédé selon l'invention, le pH de la solution 1 peut être ajusté, dans une gamme variant entre 6,5 et 8,5.According to a particular embodiment of the process according to the invention, the pH of the solution 1 can be adjusted, in a range varying between 6.5 and 8.5.

Selon un autre mode de réalisation selon l'invention, le bioréactif n'est dilué que dans la solution 1 (FIGURE 3).According to another embodiment of the invention, the bioreactant is diluted only in solution 1 ( FIGURE 3 ).

Le volume V1 de réactif 1 dilué est compris entre 10 et 180 µL, avantageusement compris entre 50 et 150 µL et de préférence égal à 90 µL.The volume V 1 of diluted reagent 1 is between 10 and 180 μl, advantageously between 50 and 150 μl and preferably equal to 90 μl.

Inoculuminoculum

L'inoculum, sélectionné dans la première étape, peut être un échantillon « réel », par exemple, une eau d'entrée ou de sortie de STEP, dilué ou non, à l'eau distillée ou dans un tampon tel que celui décrit dans le tableau de la FIGURE 3. Il peut également s'agir d'un inoculum « synthétique », sous forme de pastilles ou gélules de bactéries lyophilisées.The inoculum, selected in the first step, may be a "real" sample, for example, an input or output water of STEP, diluted or not, with distilled water or in a buffer such as that described in the table of the FIGURE 3 . It can also be a "synthetic" inoculum, in the form of lozenges or capsules of freeze-dried bacteria.

Le volume d'inoculum V2 est compris entre 10 et 180 µL, avantageusement compris entre 50 et 150 µL et de préférence égal à 90 µL.The volume of inoculum V 2 is between 10 and 180 μl, advantageously between 50 and 150 μl and preferably equal to 90 μl.

Echantillonlstandard/solution de contrôle Standard Sample / Control Solution

Le volume de la solution à analyser qui est soit un échantillon dilué ou non, soit un point de la gamme étalon, soit une solution de contrôle, est compris entre 10 µL et 180 µL, avantageusement compris entre 50 et 150 µL et de préférence égal à 90 µL.The volume of the solution to be analyzed which is either a diluted or non-diluted sample, or a point of the standard range, or a control solution, is between 10 μL and 180 μL, advantageously between 50 and 150 μL and preferably equal to at 90 μL.

IncubationIncubation

L'incubation se fait à une température adaptée en fonction du potentiel à mesurer. Pour des mesures de DBO5, l'incubation est réalisée à une température comprise entre 29°C et 31°C, de préférence égale à 30°C. La durée totale d'incubation est comprise entre 1 heure et 24 heures, avec des mesures d'absorbance - fluorescence à une fréquence définie. La fréquence des mesures est au maximum toutes les 15 minutes et au minimum toutes les heures. L'incubation se fait directement dans le lecteur qui contrôle les conditions de température et d'agitation.The incubation is done at a temperature adapted according to the potential to be measured. For BOD 5 measurements, the incubation is carried out at a temperature of between 29 ° C and 31 ° C, preferably equal to 30 ° C. The total incubation time is between 1 hour and 24 hours, with absorbance-fluorescence measurements at a defined frequency. The frequency of measurements is maximum every 15 minutes and at least every hour. The incubation is done directly in the reader which controls the conditions of temperature and agitation.

Ce protocole permet d'acquérir des lectures d'absorbance - fluorescence selon un pas de temps très régulier, de manière automatisée afin de suivre en continu la biodégradation.This protocol makes it possible to acquire absorbance - fluorescence readings according to a very regular time step, in an automated way in order to follow the biodegradation continuously.

Analyse des résultats selon la méthode 1Analysis of results according to method 1

L'analyse des résultats se déroule en trois étapes :The analysis of the results takes place in three stages:

Etape 1 : Elaboration de la méthode de calcul entre intensité de fluorescence et concentration en mgO2.L-1 Step 1: Elaboration of the calculation method between fluorescence intensity and concentration in mgO 2 .L -1

On peut distinguer trois cas :

  • Cas 1 : Une mesure de gamme étalon complète est réalisée en parallèle avec les mesures des échantillons de concentrations inconnues à analyser pour obtenir une courbe de calibration. Pour chaque échantillon, l'équation de la courbe de calibration représentant l'intensité de la fluorescence en fonction de la concentration en mgO2.L-1 est utilisée pour calculer les concentrations des échantillons analysés. Cette courbe de calibration est obtenue en définissant au préalable une relation de proportionnalité entre une concentration en glucose-acide glutamique et une valeur de DBO5 en mgO2.L-1 par analyse de solutions synthétiques de glucose-acide glutamique selon la méthode normée DBO5.
  • Cas 2 : Seuls les échantillons de concentrations inconnues sont analysés et un modèle mathématique interne est utilisé pour calculer leurs concentrations. L'équation du modèle interne reliant l'intensité de fluorescence à la concentration en mgO2.L-1 est déterminée par l'exploitation de résultats de nombreuses expériences préalables, au minimum au nombre de quatre. Pour chaque échantillon, l'équation du modèle interne est utilisée pour déterminer les concentrations des échantillons. Des solutions de contrôle de concentrations connues peuvent éventuellement être analysées en parallèle pour vérifier la validité du modèle.
  • Cas 3 : Les échantillons de concentrations inconnues ainsi que des solutions de contrôle de concentrations connues sont analysés. Les mesures d'intensité de fluorescence sur les solutions de contrôle sont utilisées comme moyens de comparaison pour ajuster l'équation du modèle mathématique utilisé dans le cas 2 précédemment cité. La nouvelle équation obtenue est utilisée pour déterminer les concentrations des échantillons analysés.
We can distinguish three cases:
  • Case 1: A full standard range measurement is performed in parallel with the measurements of the unknown concentration samples to be analyzed to obtain a calibration curve. For each sample, the equation of the calibration curve representing the intensity of fluorescence as a function of the concentration of mgO 2 .L -1 is used to calculate the concentrations of the samples analyzed. This calibration curve is obtained by first defining a relationship of proportionality between a glucose-glutamic acid concentration and a BOD 5 value in mgO 2 .L -1 by analysis of synthetic glucose-glutamic acid solutions according to the standard BOD method. 5 .
  • Case 2: Only samples of unknown concentrations are analyzed and an internal mathematical model is used to calculate their concentrations. The equation of the internal model linking the fluorescence intensity to the concentration in mgO 2 .L -1 is determined by exploiting the results of many previous experiments, at least four in number. For each sample, the internal model equation is used to determine sample concentrations. Known concentration control solutions can optionally be analyzed in parallel to check the validity of the model.
  • Case 3: Samples of unknown concentrations as well as control solutions of known concentrations are analyzed. The fluorescence intensity measurements on the control solutions are used as comparison means to adjust the equation of the mathematical model used in the case 2 previously cited. The new equation obtained is used to determine the concentrations of the samples analyzed.

Le facteur de dilution des échantillons est pris en compte dans le calcul des concentrations.The dilution factor of the samples is taken into account in the calculation of the concentrations.

Etape 2 : Vérification du temps d'incubation Step 2: Checking the incubation time

Il est utile de vérifier, si possible, que les conditions déterminées au préalable sont bien adaptées à l'expérience, en particulier lorsque l'inoculum choisi est un inoculum « réel », issu d'un prélèvement. Des variations sur le process de la STEP ou des perturbations climatiques peuvent induire des modifications dans la quantité et qualité des bactéries présentes dans le prélèvement, d'où des conditions d'incubation différentes des conditions choisies dans un premier temps.It is useful to check, if possible, that the conditions determined in advance are well adapted to the experiment, in particular when the selected inoculum is a "real" inoculum, resulting from a sampling. Variations in the process of the WWTP or climatic disturbances can induce changes in the quantity and quality of the bacteria present in the sample, hence incubation conditions that are different from the conditions initially chosen.

La vérification du temps d'incubation peut se faire selon l'une des méthodes suivantes :

  • Suivi du coefficient de détermination R2 de la courbe de calibration au cours du temps : la variation du R2 au cours du temps est comparée avec celle obtenue pendant les premières expériences permettant de déterminer le temps d'incubation. La valeur du R2 au temps d'incubation choisi est également relevée. Sa valeur doit être supérieure à 0,98. Cette méthode est valable si une gamme-étalon est passée en plus des échantillons sur la plaque.
  • Vérification de l'intensité de fluorescence des solutions de contrôle : les valeurs de l'intensité de fluorescence des solutions de contrôle sont comparées avec les valeurs attendues au temps d'incubation choisi. L'écart observé doit être inférieur à 10%. Cette méthode est valable si une ou plusieurs solutions de contrôle ont été passées.
  • Vérification des concentrations des solutions de contrôle : à partir de l'équation définie (calibration ou modèle interne), les concentrations des solutions de contrôle sont calculées pour chaque temps d'incubation. Les concentrations des solutions de contrôles, calculées au temps d'incubation sont comparées avec les concentrations réelles attendues. L'écart observé doit être inférieur à 10%. Cette méthode est valable si une ou plusieurs solutions de contrôle ont été passées.
The verification of the incubation time can be done according to one of the following methods:
  • Follow-up of the coefficient of determination R 2 of the calibration curve over time: the variation of R 2 over time is compared with that obtained during the first experiments to determine the incubation time. The value of R 2 at the chosen incubation time is also recorded. Its value must be greater than 0.98. This method is valid if a standard range is passed in addition to the samples on the plate.
  • Verification of the fluorescence intensity of the control solutions: the fluorescence intensity values of the control solutions are compared with the values expected at the chosen incubation time. The difference observed must be less than 10%. This method is valid if one or more control solutions have been passed.
  • Checking the concentrations of the control solutions: from the defined equation (calibration or internal model), the concentrations of the control solutions are calculated for each incubation time. The concentrations of the control solutions, calculated at the incubation time, are compared with the expected actual concentrations. The difference observed must be less than 10%. This method is valid if one or more control solutions have been passed.

Si ces vérifications amènent à la conclusion que le temps d'incubation défini au préalable n'est pas le temps optimal de cette expérience, un autre temps d'incubation doit être choisi pour la lecture des concentrations. Ce choix arbitraire est établi à partir des observations réalisées sur la courbe de calibration, notamment concernant l'évolution du R2 au cours du temps, ainsi que sur l'évolution des intensités de fluorescence et/ou des concentrations calculées au cours du temps des solutions de contrôle.If these verifications lead to the conclusion that the pre-defined incubation time is not the optimal time of this experiment, another incubation time must be chosen for the reading of the concentrations. This arbitrary choice is established from the observations made on the calibration curve, in particular concerning the evolution of R 2 over time, as well as on the evolution of the fluorescence intensities and / or the concentrations calculated over time of the solutions. control.

Etape 3 : Détermination des concentrations des échantillons Step 3: Determining the concentrations of the samples

Après lecture de l'intensité de fluorescence pour chaque échantillon au temps d'incubation choisi, la concentration en un paramètre industriel, en particulier en mgO2.L-1 pour une mesure de DBO5, est calculée d'après la méthode de détermination décrite dans l'étape 1.After reading the fluorescence intensity for each sample at the chosen incubation time, the concentration in an industrial parameter, in particular in mgO 2 .L -1 for a measurement of BOD 5 , is calculated according to the determination method. described in step 1.

Analyse des résultats selon la méthode 2Analysis of results according to method 2

L'analyse des résultats se déroule en 2 étapes :The analysis of the results takes place in 2 stages:

Etape 1 : Elaboration de la méthode de calcul entre intensité de fluorescence et concentration en mgO2/L. Step 1 : Elaboration of the calculation method between fluorescence intensity and concentration in mgO 2 / L.

On peut distinguer 3 cas :

  • Cas 1 : Une mesure de gamme étalon complète est réalisée en parallèle avec les mesures des échantillons de concentrations inconnues à analyser pour obtenir une courbe de calibration. La courbe de calibration relie la vitesse maximale d'évolution de fluorescence au cours de l'analyse à la concentration de la solution étalon, qui peut être exprimée directement avec l'unité du paramètre industriel, selon les résultats obtenus lors de la caractérisation de l'inoculum. Pour les échantillons, la vitesse maximale d'évolution de fluorescence est déterminée après un temps d'adaptation des bactéries de l'échantillon au nouveau milieu (température, nutriments, pH...) qui peut être de 1h à 5h.
  • Cas 2 : Seuls les échantillons de concentrations inconnues sont analysés et un modèle mathématique interne est utilisé pour calculer leurs concentrations. L'équation du modèle interne reliant la vitesse maximum d'évolution de fluorescence à la teneur en mgO2/L est déterminée par l'exploitation des résultats de nombreuses expériences préalables, au minimum au nombre de quatre. Pour chaque échantillon, l'équation du modèle interne est utilisée pour déterminer les concentrations des échantillons. Des solutions de contrôle de concentrations connues peuvent éventuellement être analysées en parallèle pour vérifier la validité du modèle.
  • Cas 3 : Les échantillons de concentrations inconnues ainsi que des solutions de contrôle de concentrations connues sont analysés. Les mesures d'intensité de fluorescence sur les solutions de contrôle sont utilisées comme moyens de comparaison pour ajuster l'équation du modèle mathématique utilisé dans le cas 2 précédemment cité. La nouvelle équation obtenue est utilisée pour déterminer les concentrations des échantillons analysés.
We can distinguish 3 cases:
  • Case 1: A full standard range measurement is performed in parallel with the measurements of the unknown concentration samples to be analyzed to obtain a calibration curve. The calibration curve relates the maximum rate of evolution of fluorescence during the analysis to the concentration of the standard solution, which can be expressed directly with the unit of the industrial parameter, according to the results obtained during the characterization of the inoculum. For the samples, the maximum rate of evolution of fluorescence is determined after a time of adaptation of the bacteria of the sample to the new medium (temperature, nutrients, pH ...) which can be from 1h to 5h.
  • Case 2: Only samples of unknown concentrations are analyzed and an internal mathematical model is used to calculate their concentrations. The equation of the internal model linking the maximum rate of fluorescence evolution to the mgO 2 / L content is determined by the exploitation of the results of many previous experiments, at least four in number. For each sample, the internal model equation is used to determine sample concentrations. Known concentration control solutions can possibly be analyzed in parallel to check the validity of the model.
  • Case 3: Samples of unknown concentrations as well as control solutions of known concentrations are analyzed. The fluorescence intensity measurements on the control solutions are used as comparison means to adjust the equation of the mathematical model used in the case 2 previously cited. The new equation obtained is used to determine the concentrations of the samples analyzed.

Etape 2 : Détermination des concentrations des échantillons Step 2: Determining the concentrations of the samples

Après lecture de l'intensité de fluorescence pour chaque échantillon et traitement des données pour déterminer la vitesse maximale d'évolution de la fluorescence au cours de l'analyse, la concentration en un paramètre industriel, en particulier en mgO2/L pour une mesure de DBO5, est calculée d'après la méthode de détermination décrite dans l'étape 1.After reading the fluorescence intensity for each sample and processing the data to determine the maximum rate of evolution of the fluorescence during the analysis, the concentration in one industrial parameter, in particular in mgO 2 / L for a measurement of BOD 5 , is calculated according to the determination method described in step 1.

Protocole de mesure de biodégradabilité anaérobie (par exemple, mesure du BMP)Anaerobic biodegradability measurement protocol (eg, BMP measurement)

Ce protocole est résumé dans la FIGURE 4.This protocol is summarized in the FIGURE 4 .

Sélection de l'inoculumSelection of the inoculum

Pour des mesures de biodégradabilité anaérobie, le choix de l'inoculum dépend :

  • de la disponibilité ou non sur le site de prélèvement des échantillons de boues de digesteurs ou d'un système bactérien anaérobie de composition assez stable dans le temps;
  • de la possibilité de préparer un inoculum modèle à partir de cultures de souches, d'un cocktail de souches, d'un digesteur de laboratoire, ou de souches lyophilisées.
For anaerobic biodegradability measurements, the choice of inoculum depends on:
  • the availability or not at the sampling site of digester sludge samples or an anaerobic bacterial system with a fairly stable composition over time;
  • the possibility of preparing a model inoculum from strain cultures, a cocktail of strains, a laboratory digester, or freeze-dried strains.

Les inocula qui peuvent être utilisés sont :

  • boues de digesteurs
  • toute biomasse provenant d'un système anaérobie
  • suspensions de biofilms anaérobies et/ou biofilms anaérobies
  • cultures de bactéries, ou bactéries lyophilisées
  • autre mélange de bactéries ou souches de bactéries adaptées à l'application.
The inocula that can be used are:
  • digester sludge
  • any biomass from an anaerobic system
  • suspensions of anaerobic biofilms and / or anaerobic biofilms
  • bacteria cultures, or freeze-dried bacteria
  • other mixture of bacteria or bacteria strains adapted to the application.

Après avoir choisi l'inoculum, il est important d'ajuster le rapport de concentration Bactéries / Bioréactif fluorescent. Cette démarche s'effectue de manière empirique en effectuant le test pour différentes concentrations et/ou volumes d'inoculum et différents essais de concentrations sur le bioréactif. Ces tests sont menés sur les points étalons, nous permettant ainsi d'ajuster le rapport pour obtenir des intensités d'absorbance - fluorescence valides. Le volume total dans un puits ne peut pas dépasser 300µL.After choosing the inoculum, it is important to adjust the concentration ratio Bacteria / Fluorescent Bioreactant. This is done empirically by performing the test for different concentrations and / or volumes of inoculum and different tests of concentrations on the bioreactant. These tests are conducted on the standard points, allowing us to adjust the ratio to obtain valid absorbance - fluorescence intensities. The total volume in a well can not exceed 300μL.

Selon un mode de réalisation particulier du procédé selon l'invention, des mesures peuvent être réalisées en parallèle sur des échantillons au BMP connus pour vérifier l'exactitude des résultats obtenus selon l'invention.According to a particular embodiment of the method according to the invention, measurements can be made in parallel on known BMP samples to verify the accuracy of the results obtained according to the invention.

Caractérisation de l'inoculumCharacterization of the inoculum

Une phase préalable d'étude et de caractérisation de l'inoculum est nécessaire afin de déterminer le lien entre l'évolution de l'intensité d'absorbance-fluorescence et le paramètre industriel BMP que l'on souhaite exprimer. Cette étape consiste à analyser en parallèle dans les conditions opératoires de l'invention et selon la méthode de référence BMP, avec le même inoculum :

  • soit des solutions synthétiques contenant des concentrations croissantes d'un substrat (par exemple l'acétate de sodium, la cellulose...)
  • soit des préparations d'un échantillon à différentes dilutions (exemple : une suspension d'un prélèvement de biodéchets ou de boues de station d'épuration à différentes concentrations)
  • soit des préparations de plusieurs échantillons de matrices différentes (ex : des biodéchets, des déchets agroalimentaires, des boues de station d'épuration, des lisiers...).
A preliminary phase of study and characterization of the inoculum is necessary in order to determine the link between the evolution of the absorbance-fluorescence intensity and the BMP industrial parameter that one wishes to express. This step consists of analyzing in parallel under the operating conditions of the invention and according to the BMP reference method, with the same inoculum:
  • either synthetic solutions containing increasing concentrations of a substrate (for example sodium acetate, cellulose, etc.)
  • or preparations of a sample at different dilutions (example: a suspension of a collection of biowaste or sewage sludge at different concentrations)
  • or preparations of several samples of different matrices (eg bio-waste, agro-food waste, sewage sludge, manure ...).

La comparaison des profils d'intensités ou des profils de vitesse d'évolution de fluorescence et des paramètres industriels obtenus par la méthode de référence serviront à relier les gammes étalons aux paramètres industriels, et donc à la quantification des échantillons analysés selon la méthode de l'invention, pour cet inoculum.Comparison of intensity profiles or fluorescence evolution rate profiles and industrial parameters obtained by the reference method will be used to relate the standard ranges to the industrial parameters, and thus to the quantification of the samples analyzed according to the method of analysis. invention for this inoculum.

Protocole de préparation de l'échantillonSample preparation protocol

Le procédé selon l'invention permet l'analyse d'échantillons à l'état liquide et d'échantillons à l'état solide.The method according to the invention allows the analysis of samples in the liquid state and samples in the solid state.

Les échantillons à analyser sont prélevés de telle manière que l'échantillon soit représentatif de l'ensemble du gisement de matières.The samples to be analyzed are taken in such a way that the sample is representative of the whole material deposit.

Chaque échantillon est ensuite mixé à l'aide d'un mixeur alimentaire.Each sample is then mixed using a food mixer.

L'échantillon subit ensuite une mise en suspension. Par exemple, 20g d'échantillon solide sont mis en suspension dans de l'eau distillée jusqu'à atteindre 200g. Cette masse est adaptée selon la facilité de mise en suspension, la disponibilité ou l'homogénéité du produit.The sample is then suspended. For example, 20 g of solid sample is suspended in distilled water until it reaches 200 g. This mass is adapted according to the ease of suspension, availability or homogeneity of the product.

Si la volonté est de comparer le résultat des analyses selon le procédé de l'invention avec des BMP, à cette étape il est souhaitable de mesurer la densité des échantillons, si l'état de l'échantillon le permet.If the will is to compare the results of the analyzes according to the method of the invention with BMPs, at this stage it is desirable to measure the density of the samples, if the state of the sample allows it.

La suspension obtenue est à nouveau homogénéisée par broyage, avec un mixeur alimentaire.The suspension obtained is again homogenized by grinding with a food mixer.

Cette suspension ou l'effluent brut peuvent ensuite être dilués sous 5 concentrations : 1/50, 1/100, 1/200, 1/250, 1/500, dilutions habituellement pratiquées.This suspension or the raw effluent can then be diluted in 5 concentrations: 1/50, 1/100, 1/200, 1/250, 1/500, dilutions usually performed.

La mesure peut ainsi être conduite sur l'échantillon brut ou la suspension « mère », ainsi que sur l'ensemble ou une sélection de solutions diluées.The measurement can thus be carried out on the raw sample or the "mother" suspension, as well as on all or a selection of diluted solutions.

Protocole de remplissage de la microplaqueProtocol for filling the microplate

La FIGURE 5 donne un exemple de disposition de microplaque en conditions anaérobies. Les solutions étalons G0 à G7 correspondent à différentes concentrations croissantes de la gamme-étalon, dont des exemples de valeurs sont données dans la FIGURE 6. Le schéma d'organisation de la microplaque est renseigné au programme du lecteur d'absorbance - fluorescence, en termes d'identification des échantillons.The FIGURE 5 gives an example of a microplate arrangement under anaerobic conditions. The standard solutions G0 to G7 correspond to different increasing concentrations of the standard range, examples of which are given in the table. FIGURE 6 . The scheme The microplate organization is entered in the absorbance - fluorescence reader program, in terms of sample identification.

Les puits d'une microplaque à fond transparent sont remplis selon le protocole suivant :

  • V1 µL de réactif A
  • V2 µL de réactif B
  • V3 µL d'échantillon, de solution étalon ou de solution de contrôle
  • V4 µL d'inoculum
  • 150-200 µL de paraffine
The wells of a microplate with a transparent bottom are filled according to the following protocol:
  • V 1 μL of reagent A
  • V 2 μL reagent B
  • V 3 μL of sample, standard solution or control solution
  • V 4 μL of inoculum
  • 150-200 μL of paraffin

Réactif AReagent A

Le réactif A est une solution tampon dont un exemple de composition est donné dans le tableau de la FIGURE 3. Dans cet exemple, le pH de la solution 1 est ajusté à la valeur de 7,2.Reagent A is a buffer solution of which an example of composition is given in the table of the FIGURE 3 . In this example, the pH of solution 1 is adjusted to the value of 7.2.

Selon un mode de réalisation particulier du procédé selon l'invention, le pH de la solution 1 peut être aussi ajusté, dans une plage variant par exemple entre 6,5 et 8,5, ou dans une autre plage de pH adaptée à l'applicationAccording to a particular embodiment of the process according to the invention, the pH of the solution 1 can also be adjusted, in a range varying for example between 6.5 and 8.5, or in another pH range adapted to the application

Selon un autre mode de réalisation du procédé selon l'invention, le bioréactif n'est dilué que dans la solution 1.According to another embodiment of the process according to the invention, the bioreactant is only diluted in solution 1.

Réactif BReagent B

Le réactif B est un bioréactif fluorescent et/ou colorimétrique indicateur de prolifération microbienne, dilué ou non dans un tampon.Reagent B is a fluorescent and / or colorimetric bioreactant indicative of microbial proliferation, diluted or not in a buffer.

Le taux de dilution du réactif B dans un tampon est compris entre 1 et 10. Par exemple, pour des questions de sensibilité, le réactif B peut être utilisé à la concentration de commercialisation avec un volume de 100 µL.The dilution rate of reagent B in a buffer is between 1 and 10. For example, for questions of sensitivity, reagent B can be used at the marketing concentration with a volume of 100 μL.

Selon un mode de réalisation particulier du procédé selon l'invention, le volume de produit pur peut être légèrement augmenté, ou le produit peut être dilué, de 50µL à 150µL.According to a particular embodiment of the process according to the invention, the volume of pure product can be slightly increased, or the product can be diluted from 50 μL to 150 μL.

Echantillon brut dilué ou non/standard/solution de contrôle Diluted or non - standard raw sample / control solution

Dans chaque puits, un volume de 100 µL d'échantillon est introduit.In each well, a volume of 100 μL of sample is introduced.

Inoculuminoculum

Après prélèvement, l'inoculum est filtré au travers de filtres PES (polyethersulfone) de maille 1,2 µm, dans le but de retenir les plus grosses particules de matières organiques tout en laissant passer les cellules bactériennes constituant l'inoculum.After sampling, the inoculum is filtered through PES filters (polyethersulfone) mesh 1.2 microns, in order to retain the largest particles of organic materials while allowing the bacterial cells constituting the inoculum.

Selon un mode de réalisation particulier du procédé selon l'invention, dans un milieu de culture concentré ou stressé, une maille de filtration plus fine peut être utilisée. Ce choix peut être un moyen de sélection de communautés bactériennes ou de souches bactériennes favorables à l'analyse ou à la prédiction.According to a particular embodiment of the process according to the invention, in a concentrated or stressed culture medium, a finer filtration mesh may be used. This choice may be a means of selecting bacterial communities or bacterial strains favorable to analysis or prediction.

Selon un autre mode de réalisation, si l'inoculum est faiblement chargé en matières organiques, la filtration peut être évitée.According to another embodiment, if the inoculum is weakly loaded with organic matter, the filtration can be avoided.

Suite à cette première phase de filtration, l'inoculum est introduit dilué ou non dans un puits, en respectant un volume réactionnel total compris entre 280 µL et 300 µL.Following this first filtration phase, the inoculum is introduced diluted or not in a well, respecting a total reaction volume of between 280 μL and 300 μL.

Par exemple, un inoculum issu d'un digesteur de traitement de co-produits de l'épuration de l'eau, est introduit dans le puits dans un volume de 30 µL.For example, an inoculum from a water purification co-product treatment digester is introduced into the well in a volume of 30 .mu.l.

ParaffineParaffin

Afin que la mesure puisse se dérouler dans des conditions anaérobies, une goutte de paraffine est déposée sur le liquide réactionnel de chaque puits.In order for the measurement to take place under anaerobic conditions, a drop of paraffin is deposited on the reaction liquid of each well.

Selon un mode de réalisation préféré du procédé selon l'invention, un volume de 150 µL à 200 µL de paraffine est déposé à la surface de chaque puits.According to a preferred embodiment of the process according to the invention, a volume of 150 μL to 200 μL of paraffin is deposited on the surface of each well.

IncubationIncubation

Pendant toute la durée d'incubation, les intensités de fluorescence sont collectées de manière automatisée à une fréquence déterminée, par exemple toutes les heures. A chaque temps de mesure, l'intensité de fluorescence des points étalons permet de tracer une courbe d'étalonnage représentant la corrélation entre intensité de fluorescence et concentration acétate des points étalons ou intensité de fluorescence et BMP des points étalons. L'incubation se fait directement dans le lecteur qui contrôle les conditions de température et d'agitation.Throughout the incubation period, the fluorescence intensities are collected automatically at a determined frequency, for example every hour. At each measurement time, the intensity of fluorescence of the standard points allows to draw a calibration curve representing the correlation between fluorescence intensity and acetate concentration of the standard points or fluorescence intensity and BMP of the standard points. The incubation is done directly in the reader which controls the conditions of temperature and agitation.

Analyse des résultatsResults analysis Etape 1 : Sélection du temps d'incubationStep 1: Selection of the incubation time

En conditions anaérobies, la sélection du temps d'incubation est réalisée de manière automatisée, en même temps que la mesure des échantillons, grâce à l'algorithme de traitement des données.Under anaerobic conditions, the selection of the incubation time is performed automatically, together with the measurement of the samples, thanks to the data processing algorithm.

Le paramètre suivi pour la sélection du temps d'analyse des intensités de fluorescence est le coefficient de détermination R2 de la courbe de calibration correspondant les solutions étalons G0 à G7, obtenue pour chaque temps de mesure.The parameter followed for the selection of the analysis time of the fluorescence intensities is the coefficient of determination R 2 of the corresponding calibration curve, the standard solutions G0 to G7, obtained for each measurement time.

A la fin de l'incubation, le temps d'analyse des données est choisi pour la courbe d'étalonnage présentant le meilleur coefficient de détermination. Une vérification des cinétiques d'intensité de fluorescence au cours du temps pour chaque échantillon ou étalon est effectuée et permet d'ôter des valeurs indésirables. Par exemple, une diminution de l'intensité de fluorescence, une valeur de l'intensité de fluorescence d'un échantillon supérieure à la valeur de l'intensité de fluorescence du plus haut point de la gamme-étalon, peut refléter des intensités de fluorescence associés à un métabolisme fermentaire et non méthanogène.At the end of incubation, the data analysis time is chosen for the calibration curve with the best coefficient of determination. A verification of the kinetics of fluorescence intensity over time for each sample or standard is performed and allows to remove undesirable values. For example, a decrease in fluorescence intensity, a fluorescence intensity of a sample greater than the value of the fluorescence intensity of the highest point of the standard range, may reflect fluorescence intensities. associated with fermental and non-methanogenic metabolism.

Etape 2 : Méthode de calcul du potentiel méthaneStep 2: Method of calculating the methane potential

Une fois que le temps d'analyse a été sélectionné, les intensités de fluorescence des échantillons de concentrations inconnues sont converties en gC-Acétate.Kg-1 à l'aide de la courbe d'étalonnage.Once the analysis time has been selected, the fluorescence intensities of the unknown concentration samples are converted to gC-Acetate.Kg -1 using the calibration curve.

Puis on se réfère à une base de données constituée d'échantillons ayant des valeurs connues en gC-Acétate.Kg-1 et en BMP LCH4.Kg-1 de matière brute. Cette base de données permet d'effectuer la prédiction pour des échantillons dont le potentiel méthane est à prédire en LCH4.Kg-1 de matière brute. Des contrôles sur des échantillons aux BMP connus peuvent être réalisés en parallèle pour vérification.Then reference is made to a database consisting of samples having known values of gC-Acetate.Kg -1 and BMP LCH 4 .Kg -1 of raw material. This database makes it possible to perform the prediction for samples whose methane potential is to be predicted in LCH 4 .Kg -1 of raw material. Controls on known BMP samples can be performed in parallel for verification.

Selon un mode de réalisation particulier du procédé selon l'invention, le potentiel méthane des échantillons inconnus est directement estimé à partir de la courbe de calibration et exprimé en LCH4.Kg-1 de matière brute. Ceci est possible dans le cas où les étalons seuls permettent une bonne prédiction du potentiel méthane d'échantillons complexes, c'est-à-dire que chaque point étalon est caractérisé par un potentiel méthane.According to a particular embodiment of the process according to the invention, methane potential unknown samples is directly estimated from the calibration curve and expressed in CHL 4 .Kg -1 of crude material. This is possible in the case where the standards alone allow a good prediction of the methane potential of complex samples, that is to say that each standard point is characterized by a methane potential.

D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée de l'exemple ci-après.Other features and advantages of the invention will appear on reading the detailed description of the example below.

Exemple 1: Prédiction du potentiel méthane en conditions anaérobies dans des boues de digesteurExample 1 Prediction of methane potential under anaerobic conditions in digester sludge

Dans cet exemple, l'inoculum est constitué de boues d'un digesteur « infiniment mélangé » d'une station d'épuration.In this example, the inoculum consists of sludge from an "infinitely mixed" digester of a treatment plant.

La première étape consiste à prélever l'inoculum et les échantillons.The first step is to take inoculum and samples.

Les boues du digesteur sont prélevées à mi-hauteur d'un réacteur « infiniment mélangé ». Les échantillons intrants sont également prélevés.The sludge from the digester is taken at mid-height from an "infinitely mixed" reactor. Input samples are also collected.

L'inoculum est stocké en incubateur à 35°C, 55°C ou à la température du digesteur.The inoculum is stored in an incubator at 35 ° C, 55 ° C or at the digester temperature.

Les échantillons sont ensuite préparés d'après le protocole de mesure de biodégradabilité anaérobie décrit dans l'invention.The samples are then prepared according to the anaerobic biodegradability measurement protocol described in the invention.

Les échantillons solides ne pouvant être prélevés avec une propipette de 5mL subissent les étapes de préparation suivantes :

  • broyage
  • mise en suspension
  • broyage
  • dilution
Solid samples that can not be taken with a propellant of 5mL undergo the following preparation steps:
  • grinding
  • suspended
  • grinding
  • dilution

Les échantillons dit liquides pouvant être prélevés avec une propipette de 5 mL subissent seulement deux étapes de préparation :

  • broyage
  • dilution
The so-called liquid samples that can be taken with a 5 mL propipette undergo only two preparation steps:
  • grinding
  • dilution

La densité des échantillons est alors mesurée.The density of the samples is then measured.

Les étapes suivantes sont le remplissage de la microplaque et la préparation de l'inoculum.The following steps are the filling of the microplate and the preparation of the inoculum.

Le remplissage de la microplaque est défini par le manipulateur qui dispose les solutions étalons et les échantillons selon une disposition personnelle. Cette disposition est ensuite renseignée au programme du lecteur de fluorescence. Un exemple de disposition est schématisé dans la FIGURE 5, G0 à G7 représentant les solutions de la gamme-étalon.The filling of the microplate is defined by the manipulator who arranges the standard solutions and the samples according to a personal disposition. This arrangement is then entered into the program of the fluorescence reader. An example of a provision is schematized in the FIGURE 5 , G0 to G7 representing the solutions of the standard range.

Dans chaque puits de la microplaque à fond transparent correspondant à une analyse, on dispose 50 µL de tampon. Si les 96 puits sont utilisés alors on distribue le tampon dans l'ensemble des puits. Si seuls quelques puits sont nécessaires, alors on ne distribue que dans ces puits, les puits restants pouvant être utilisés pour de prochaines analyses.In each well of the microplate with a transparent bottom corresponding to an analysis, 50 μl of buffer are available. If 96 wells are used then the buffer is dispensed into all wells. If only a few wells are needed, then only these wells are distributed, the remaining wells can be used for future analyzes.

Dans chacun des puits sélectionnés sont introduits 100 µL de réactif B.In each of the selected wells are introduced 100 μL of reagent B.

Ensuite, selon la disposition convenue préalablement, 100 µL de chacune des solutions étalons G0 à G7 fournies sont disposés dans les puits correspondants, et 100 µL d'échantillon (brut, dilué ou non) sont distribués dans chacun des puits correspondants au plan de la microplaque.Then, according to the previously agreed arrangement, 100 μL of each of the standard solutions G0 to G7 provided are placed in the corresponding wells, and 100 μL of sample (crude, diluted or not) are distributed in each well corresponding to the plan of the microplate.

A l'aide d'une seringue et d'un filtre seringue, l'inoculum est passé sur un filtre de 1,2 µm. Ensuite 30 µL de cet inoculum filtré sont distribués dans chacun des puits afin de compléter le mélange réactionnel.Using a syringe and a syringe filter, the inoculum is passed through a 1.2 μm filter. Then 30 .mu.l of this filtered inoculum are distributed in each well to complete the reaction mixture.

Afin d'homogénéiser le mélange et de faire glisser des gouttes auparavant retenues sur les bords des puits, la microplaque est tapotée manuellement contre le plan de manipulation.In order to homogenize the mixture and to slide drops previously retained on the edges of the wells, the microplate is tapped manually against the manipulation plane.

La paraffine est mise à fondre, puis prélevée à l'aide d'une propipette d'une contenance de 1mL. Un volume de 150 à 200 µL de paraffine est déposé à la surface de la solution réactionnelle dans chacun des puits. La microplaque est ensuite fermée à l'aide d'un couvercle pour assurer des conditions anaérobies.The paraffin is melted and then removed with a propellant with a capacity of 1 ml. A volume of 150 to 200 μL of paraffin is deposited on the surface of the reaction solution in each of the wells. The microplate is then closed with a lid to ensure anaerobic conditions.

La microplaque ainsi remplie est déposée dans le lecteur pour incubation et mesure. Les intensités de fluorescence sont collectées de manière automatisée toutes les heures. A chaque collecte, l'intensité de fluorescence des points étalons G0 à G7 permet de tracer une courbe d'étalonnage représentant la corrélation linéaire entre l'intensité de fluorescence et la concentration en acétate des points étalons. Le coefficient de détermination de la corrélation linéaire permet de connaître l'adéquation entre les données observées et le modèle. La FIGURE 7 montre l'évolution des coefficients de détermination de la courbe de calibration en fonction du temps d'incubation des échantillons-étalons. Trois exemples de courbes d'étalonnage représentant les variations de l'intensité de fluorescence des échantillons de la gamme-étalon en fonction de la concentration en gC-Acétate.L-1, sont donnés dans la FIGURE 8 pour des temps d'incubation de 1 heure, 20 heures et 33 heures. On observe que le coefficient de détermination R2 de la courbe de calibration s'améliore au cours du temps. Pour un temps d'incubation égal à 33 heures, R2 est égal à 0,99.The microplate thus filled is deposited in the reader for incubation and measurement. Fluorescence intensities are collected automatically every hour. At each collection, the fluorescence intensity of the standard points G0 to G7 makes it possible to draw a curve calibration model representing the linear correlation between the fluorescence intensity and the acetate concentration of the standard points. The coefficient of determination of the linear correlation makes it possible to know the adequacy between the observed data and the model. The FIGURE 7 shows the evolution of the coefficients of determination of the calibration curve as a function of the incubation time of the standard samples. Three examples of calibration curves representing the changes in fluorescence intensity of the samples of the standard range as a function of the concentration of gC-Acetate.L -1 , are given in FIG. FIGURE 8 for incubation times of 1 hour, 20 hours and 33 hours. It is observed that the coefficient of determination R 2 of the calibration curve improves over time. For an incubation time of 33 hours, R 2 is 0.99.

Il est donc choisi de manière automatisée un temps d'incubation de 33 heures pour analyser les intensités de fluorescence des échantillons.An incubation time of 33 hours is automatically selected to analyze the fluorescence intensities of the samples.

Ensuite, les intensités de fluorescence des échantillons de concentrations inconnues sont converties en gC-Acétate.L-1 à l'aide de l'équation de la courbe d'étalonnage (FIGURE 8). Puis on se réfère à une base de données constituée d'échantillons avec valeur connue en gC-Acétate.L-1 et BMP LCH4.L-1 de matière brute. Cette base de données permet d'effectuer la prédiction pour des échantillons dont le potentiel méthane est à prédire en LCH4.L-1 de matière brute.Then, the fluorescence intensities of the samples of unknown concentrations are converted to gC-Acetate.L -1 using the equation of the calibration curve ( FIGURE 8 ). Then reference is made to a database consisting of samples with known value of gC-Acetate.L -1 and BMP LCH 4 .L -1 of raw material. This database makes it possible to perform the prediction for samples whose methane potential is to be predicted in LCH 4 .L -1 of raw material.

Bien sûr, l'invention n'est pas limitée à l'exemple qui vient d'être décrit et de nombreux aménagements peuvent être apportés à cet exemple sans sortir du cadre de l'invention.Of course, the invention is not limited to the example just described and many adjustments can be made to this example without departing from the scope of the invention.

La méthode selon l'invention permet d'obtenir des équivalents DBO5 et des équivalents BMP respectivement en moins de 24 heures et en moins de 35 heures avec une excellente corrélation par rapport aux méthodes classiques de mesure de ces deux paramètres industriels.The method according to the invention makes it possible to obtain BOD 5 equivalents and BMP equivalents respectively in less than 24 hours and in less than 35 hours with an excellent correlation with respect to the conventional methods for measuring these two industrial parameters.

Exemple 2 : Example 2 Prédiction de DBOPrediction of BOD 55 dans des échantillons issus d'une station d'épuration urbainein samples from an urban wastewater treatment plant

Les échantillons sont des prélèvements réalisés tout au long du process dans une station d'épuration urbaine.Samples are samples taken throughout the process in an urban wastewater treatment plant.

La durée de l'incubation en présence du bioréactif fluorescent est de 15h à 30 °C sur une plaque recouverte d'un film aérobie ;The duration of the incubation in the presence of the fluorescent bioreactant is 15h at 30 ° C on a plate covered with an aerobic film;

L'eau d'entrée de la station d'épuration diluée 25 fois est utilisée comme type d'inoculum (microorganismes)The input water from the 25-fold diluted treatment plant is used as the type of inoculum (microorganisms)

Le mélange d'incubation comprend 90µL de réactif comprenant la sonde fluorescente, 90µL d'inoculum et 90µL d'échantillon à tester.The incubation mixture comprises 90 μl of reagent comprising the fluorescent probe, 90 μl of inoculum and 90 μl of sample to be tested.

La référence se fait par rapport à une gamme glucose/acide glutamique de 0 à 250mg/L.The reference is to a glucose / glutamic acid range of 0 to 250 mg / L.

La lecture est faite par le dessous dans un spectrophotomètre aux longueurs d'ondes suivantes : excitation 540nm ; émission 600nm.The reading is made from below in a spectrophotometer at the following wavelengths: excitation 540nm; 600nm emission.

Parallèlement la DBO5 des échantillons est mesurée par une méthode normée classique.In parallel, the BOD 5 of the samples is measured by a conventional standard method.

Les résultats sont donnés dans la figure 9.The results are given in the figure 9 .

Toutes les mesures sont comprises entre - 30 et + 30 % par rapport à la droite pour laquelle le coefficient de corrélation est égal à 1.All measurements are between -30% and + 30% with respect to the line for which the correlation coefficient is equal to 1.

La mesure selon l'invention permet donc d'avoir une très bonne évaluation de la quantité de matière organique présente très rapidement (15 heures).The measurement according to the invention therefore makes it possible to have a very good evaluation of the quantity of organic matter present very rapidly (15 hours).

Claims (12)

Procédé de mesure directe de biodégradabilité d'échantillons organiques comprenant les étapes suivantes : - préparation de l'échantillon, - incubation, pendant une durée comprise entre 1 et 48 heures, avantageusement entre 12 et 24 heures, au sein d'une microplaque, de l'échantillon avec un bioréactif fluorescent et/ou colorimétrique et un inoculum de micro-organismes susceptibles de dégrader ledit échantillon, lesdits micro-organismes étant éventuellement préparés à partir de souches lyophilisées ou d'une culture de souches bactériennes, - analyse de l'absorbance - fluorescence émise par le mélange au cours du temps, ladite analyse d'absorbance - fluorescence comprenant les deux étapes suivantes : a) mesure d'une intensité d'absorbance - fluorescence émise suite à la dégradation de l'échantillon par l'inoculum de micro-organismes, ledit profil d'intensité de fluorescence obtenu permettant : - soit de déterminer le temps minimal de mesure par analyse d'un coefficient de détermination d'une courbe de calibration, ladite courbe de calibration reliant l'intensité de la fluorescence à la concentration en matière organique étant obtenue en réalisant des mesures d'absorbance - fluorescence sur des échantillons de concentrations croissantes connues constituant une gamme-étalon, et/ou par comparaison des résultats obtenus sur des échantillons de concentrations connues par une méthode habituelle « normée », - soit de déduire des profils de vitesse instantanée de biodégradation, b) utilisation de l'intensité d'absorbance - fluorescence mesurée pour calculer une concentration de matière organique de référence, grâce à une corrélation soit par une gamme-étalon, soit par un modèle mathématique, ledit procédé comprenant en outre une étape de calcul d'un paramètre industriel à partir de la concentration de matière organique calculée à l'étape b). A method for directly measuring the biodegradability of organic samples comprising the following steps: - preparation of the sample, incubation, for a period of between 1 and 48 hours, advantageously between 12 and 24 hours, in a microplate, of the sample with a fluorescent and / or colorimetric bioreactant and an inoculum of microorganisms capable of degrading said sample, said microorganisms being optionally prepared from freeze-dried strains or from a culture of bacterial strains, analysis of the absorbance - fluorescence emitted by the mixture over time, said absorbance - fluorescence analysis comprising the following two steps: a) measuring an intensity of absorbance - fluorescence emitted following the degradation of the sample by the inoculum of microorganisms, said fluorescence intensity profile obtained allowing: either to determine the minimum measurement time by analysis of a coefficient of determination of a calibration curve, said calibration curve relating the intensity of the fluorescence to the concentration of organic matter being obtained by performing absorbance measurements. - fluorescence on samples of known increasing concentrations constituting a standard range, and / or by comparison of the results obtained on samples of known concentrations by a usual "standardized" method, - to deduce profiles of instantaneous biodegradation speed, b) using the absorbance-fluorescence intensity measured to calculate a reference organic matter concentration, by means of a correlation either by a standard range or by a mathematical model, said method further comprising a step of calculating an industrial parameter from the concentration of organic matter calculated in step b). Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que la mesure de l'intensité de l'absorbance - fluorescence est réalisée par le dessous de la plaque.Process according to Claim 1, characterized in that the measurement of the intensity of the absorbance-fluorescence is carried out from below the plate. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'échantillon à analyser est prélevé sur un site de traitement et que l'inoculum de micro-organismes provient d'un système bactérien de composition stable dans le temps présent sur ce même site, ledit inoculum étant éventuellement passé sur des filtres PES de maille 1,2 µm.Process according to any one of the preceding claims, characterized in that the sample to be analyzed is taken from a treatment site and the microorganism inoculum comes from a bacterial system of stable composition in the present time on the same. site, said inoculum possibly being passed on PES filters of mesh 1.2 microns. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la mesure est réalisée, avantageusement au minimum toutes les heures et au maximum toutes les 15 minutes, en conditions aérobies, soit en laissant la microplaque ouverte, soit en la recouvrant d'un film permettant les échanges d'oxygène sans évaporation.Process according to any one of the preceding claims, characterized in that the measurement is carried out, advantageously at least every hour and at maximum every 15 minutes, under aerobic conditions, either leaving the microplate open or covering it with a film allowing the exchange of oxygen without evaporation. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la fluorescence mesurée est convertie en mgO2.L-1, unité d'expression de la DBO5 selon la norme par comparaison avec une gamme-étalon ou par utilisation d'un modèle mathématique reliant l'intensité de fluorescence à la concentration.Process according to any one of the preceding claims, characterized in that the measured fluorescence is converted into mgO 2 .L -1 , an expression unit of BOD 5 according to the standard in comparison with a standard range or by use of a standard mathematical model linking fluorescence intensity to concentration. Procédé selon la revendication 5 caractérisé en ce que l'équation mathématique est ajustée en fonction des intensités de fluorescence mesurées sur des solutions de contrôle de concentrations connues placées dans les mêmes conditions que les échantillons à analyser.Process according to Claim 5, characterized in that the mathematical equation is adjusted as a function of the fluorescence intensities measured on control solutions of known concentrations placed under the same conditions as the samples to be analyzed. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que la mesure est réalisée en conditions anaérobies, notamment en recouvrant chaque puits de la microplaque de paraffine puis en fermant la microplaque à l'aide d'un couvercle, la plaque étant éventuellement retournée pour que la mesure de fluorescence se fasse par le dessus.Process according to any one of Claims 1 to 4, characterized in that the measurement is carried out under anaerobic conditions, in particular by covering each well with the paraffin microplate and then closing the microplate with a lid, the plate being possibly returned so that the fluorescence measurement is done from above. Procédé selon la revendication 7 caractérisé en ce que le temps de mesure choisi de façon automatisée est celui auquel le coefficient de détermination de la courbe de calibration est le plus proche de 1 sur une durée totale d'incubation.Process according to Claim 7, characterized in that the automatically chosen measuring time is that at which the coefficient of determination of the calibration curve is the closest to 1 over a total incubation period. Procédé selon l'une des revendications 7 à 9 caractérisé en ce la fluorescence émise est convertie en LCH4.Kg-1 de matière brute, notamment selon la norme BMP (potentiel méthane) d'après un calcul comprenant les étapes suivantes : - conversion des profils d'intensité d'absorbance-fluorescence ou des profils de vitesses instantanées en gC-Acétate.Kg-1 à l'aide de l'équation mathématique issue de la régression linéaire de la courbe de calibration, ou - référence à une base de données constituée d'échantillons avec valeur connue en gC-Acétate.Kg-1 et BMP en LCH4.Kg-1 de matière brute pour prédire le potentiel méthane en LCH4.Kg-1 de matière brute. Process according to one of Claims 7 to 9, characterized in that the emitted fluorescence is converted into LCH 4 .Kg -1 of raw material, in particular according to the BMP (methane potential) standard, according to a calculation comprising the following steps: conversion of the absorbance-fluorescence intensity profiles or the instantaneous velocity profiles into gC-Acetate.Kg -1 using the mathematical equation resulting from the linear regression of the calibration curve, or reference to a database consisting of samples with a known value of gC-Acetate.Kg -1 and BMP in LCH 4 .Kg -1 of raw material to predict the methane potential in LCH 4 .Kg -1 of raw material. Procédé selon la revendication 9 caractérisé en ce que le potentiel méthane d'échantillons inconnus est directement estimé en LCH4.Kg-1 de matière brute à partir de la courbe de calibration.Process according to Claim 9, characterized in that the methane potential of unknown samples is directly estimated at LCH 4 .Kg -1 of raw material from the calibration curve. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il met en oeuvre un kit comprenant au moins une microplaque, au moins un bioréactif fluorescent et/ou colorimétrique et des solutions-étalons et/ou de contrôle.Process according to any one of the preceding claims, characterized in that it uses a kit comprising at least one microplate, at least one fluorescent and / or colorimetric bioreactant and standard and / or control solutions. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'étape d'analyse de l'absorbance-fluorescence est mise en oeuvre par un système comprenant un lecteur de fluorescence adapté au format microplaque et des moyens de calculs agencés pour mettre en oeuvre ledit procédé.Process according to any one of the preceding claims, characterized in that the absorbance-fluorescence analysis step is carried out by a system comprising a fluorescence reader adapted to the microplate format and calculation means arranged to implement said process.
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